最近發(fā)現(xiàn)微信多了個(gè)專輯功能，可以把一系列的原創(chuàng)文章聚合，剛好我每周都會(huì)遇到很多同學(xué)問我各種各樣的問題，部分問題還是比較有意義的，我會(huì)在周末詳細(xì)的寫demo驗(yàn)證，簡(jiǎn)單擴(kuò)展一下寫成文章分享給大家。

來一起看一段代碼：

public class Student  { 
    private Student() { 
        throw new IllegalArgumentException("can not create."); 
    } 
    public String name; 
 
} 

我們?nèi)绾瓮ㄟ^Java代碼創(chuàng)建一個(gè)Student對(duì)象？

我們先想下通過Java創(chuàng)建對(duì)象大概有哪些方式：

1. new Student() // 私有

2. 反射調(diào)用構(gòu)造方法 //throw ex

3. 反序列化 // 需要實(shí)現(xiàn)相關(guān)序列化接口

4. clone // 需要實(shí)現(xiàn)clone相關(guān)接口

5. ...

好了，已經(jīng)超出我的知識(shí)點(diǎn)范疇了。

不免心中嘀咕：

這題目太偏了，毫無意義，而且文章標(biāo)題是 Android 避坑指南，看起來毫無關(guān)系

是的，確實(shí)很偏，跳過這個(gè)問題，我們往下看，看看是怎么在Android開發(fā)過程中遇到的，而且看完后，這個(gè)問題就迎刃而解了。

上周一個(gè)群有個(gè)小伙伴，遇到了一個(gè)Kotlin寫的Bean，在做Gson將字符串轉(zhuǎn)化成具體的Bean對(duì)象時(shí)，發(fā)生了一個(gè)不符合預(yù)期的問題。

因?yàn)槭撬麄冺?xiàng)目的代碼，我就不貼了，我寫了個(gè)類似的小例子來替代。

對(duì)于Java Bean，kotlin可以用data class，網(wǎng)上也有很多博客表示：

在 Kotlin 中，不需要自己動(dòng)手去寫一個(gè) JavaBean，可以直接使用 DataClass，使用 DataClass 編譯器會(huì)默默地幫我們生成一些函數(shù)。

我們先寫個(gè)Bean:

data class Person(var name: String, var age: Int) { 
 
 
} 

這個(gè)Bean是用于接收服務(wù)器數(shù)據(jù)，通過Gson轉(zhuǎn)化為對(duì)象的。

簡(jiǎn)化一下代碼為：

val gson = Gson() 
val person = gson.fromJson<Person>("{\"age\":\"12\"}", Person::class.java) 

我們傳遞了一個(gè)json字符串，但是沒有包含key為name的值，并且注意：

在Person中name的類型是String，也就是說是不允許name=null的

那么上面的代碼，我運(yùn)行起來結(jié)果是什么呢？

1. 報(bào)錯(cuò)，畢竟沒有傳name的值；

2. 不報(bào)錯(cuò)，name 默認(rèn)值為""；

3. 不報(bào)錯(cuò)，name=null；

感覺1最合理，也符合Kotlin的空安全檢查。

驗(yàn)證一下，修改一下代碼，看一下輸出：

val gson = Gson() 
val person = gson.fromJson<Person>("{\"age\":\"12\"}", Person::class.java) 
println(person.name ) 

輸出結(jié)果：

null 

是不是有些奇怪， 感覺意外繞過了Kotlin的空類型檢查。

所以那位出問題的同學(xué)，在這里之后數(shù)據(jù)就出了問題，導(dǎo)致一直排查困難。

我們?cè)俑囊幌麓a：

data class Person(var name: String, var age: Int): People(){ 
} 

我們讓Person繼承自People類：

public class People { 
 
    public People(){ 
        System.out.println("people cons"); 
    } 
 
} 

在People類的構(gòu)造方法中打印日志。

我們都清楚，正常情況下，一般構(gòu)造子類對(duì)象，必然會(huì)先執(zhí)行父類的構(gòu)造方法。

運(yùn)行一下：

沒有執(zhí)行父類構(gòu)造方法，但對(duì)象構(gòu)造出來了

這里可以猜到， Person對(duì)象的構(gòu)建，并不是常規(guī)的構(gòu)建對(duì)象，沒有走構(gòu)造方法。

那么它是怎么做到的呢？

只能去Gson的源碼中去找答案了。

找到其怎么做的，其實(shí)就相當(dāng)于解答了我們文首的問題。

Gson這樣構(gòu)造出一個(gè)對(duì)象，但是沒有走父類構(gòu)造這種，如果真是的這樣，那么是極其危險(xiǎn)的。

會(huì)讓程序完全不符合運(yùn)行預(yù)期，少了一些必要邏輯。

所以我們提前說一下，大家不用太驚慌，并不是Gson很容易出現(xiàn)這樣的情況，而是恰好上例的寫法碰上了，我們一會(huì)會(huì)說清楚。

首先我們把Person這個(gè)kotlin的類，轉(zhuǎn)成Java，避免背后藏了一些東西：

# 反編譯之后的顯示 
public final class Person extends People { 
   @NotNull 
   private String name; 
   private int age; 
 
   @NotNull 
   public final String getName() { 
      return this.name; 
   } 
 
   public final void setName(@NotNull String var1) { 
      Intrinsics.checkParameterIsNotNull(var1, "<set-?>"); 
      this.name = var1; 
   } 
 
   public final int getAge() { 
      return this.age; 
   } 
 
   public final void setAge(int var1) { 
      this.age = var1; 
   } 
 
   public Person(@NotNull String name, int age) { 
      Intrinsics.checkParameterIsNotNull(name, "name"); 
      super(); 
      this.name = name; 
      this.age = age; 
   } 
 
   // 省略了一些方法。 
} 

可以看到Person有一個(gè)包含兩參的構(gòu)造方法，并且這個(gè)構(gòu)造方法中有name的空安全檢查。

也就是說，正常通過這個(gè)構(gòu)造方法構(gòu)建一個(gè)Person對(duì)象，是不會(huì)出現(xiàn)空安全問題的。

那么只能去看看Gson的源碼了：

Gson的邏輯，一般都是根據(jù)讀取到的類型，然后找對(duì)應(yīng)的TypeAdapter去處理，本例為Person對(duì)象，所以會(huì)最終走到`ReflectiveTypeAdapterFactory.create`然后返回一個(gè)TypeAdapter。

我們看一眼其內(nèi)部代碼：

# ReflectiveTypeAdapterFactory.create 
@Override  
public <T> TypeAdapter<T> create(Gson gson, final TypeToken<T> type) { 
    Class<? super T> raw = type.getRawType(); 
 
    if (!Object.class.isAssignableFrom(raw)) { 
      return null; // it's a primitive! 
    } 
 
    ObjectConstructor<T> constructor = constructorConstructor.get(type); 
    return new Adapter<T>(constructor, getBoundFields(gson, type, raw)); 
} 

重點(diǎn)看constructor這個(gè)對(duì)象的賦值，它一眼就知道跟構(gòu)造對(duì)象相關(guān)。

# ConstructorConstructor.get 
public <T> ObjectConstructor<T> get(TypeToken<T> typeToken) { 
    final Type type = typeToken.getType(); 
    final Class<? super T> rawType = typeToken.getRawType(); 
 
    // ...省略一些緩存容器相關(guān)代碼 
 
    ObjectConstructor<T> defaultConstructor = newDefaultConstructor(rawType); 
    if (defaultConstructor != null) { 
      return defaultConstructor; 
    } 
 
    ObjectConstructor<T> defaultImplementation = newDefaultImplementationConstructor(type, rawType); 
    if (defaultImplementation != null) { 
      return defaultImplementation; 
    } 
 
    // finally try unsafe 
    return newUnsafeAllocator(type, rawType); 
  } 

可以看到該方法的返回值有3個(gè)流程：

1. newDefaultConstructor

2. newDefaultImplementationConstructor

3. newUnsafeAllocator 

我們先看第一個(gè)newDefaultConstructor

private <T> ObjectConstructor<T> newDefaultConstructor(Class<? super T> rawType) { 
    try { 
      final Constructor<? super T> constructor = rawType.getDeclaredConstructor(); 
      if (!constructor.isAccessible()) { 
        constructor.setAccessible(true); 
      } 
      return new ObjectConstructor<T>() { 
        @SuppressWarnings("unchecked") // T is the same raw type as is requested 
        @Override public T construct() { 
            Object[] args = null; 
            return (T) constructor.newInstance(args); 
 
            // 省略了一些異常處理 
      }; 
    } catch (NoSuchMethodException e) { 
      return null; 
    } 
  } 

可以看到，很簡(jiǎn)單，嘗試獲取了無參的構(gòu)造函數(shù)，如果能夠找到，則通過newInstance反射的方式構(gòu)建對(duì)象。

追隨到我們的Person的代碼，其實(shí)該類中只有一個(gè)兩參的構(gòu)造函數(shù)，并沒有無參構(gòu)造，從而會(huì)命中NoSuchMethodException，返回null。

返回null會(huì)走newDefaultImplementationConstructor，這個(gè)方法里面都是一些集合類相關(guān)對(duì)象的邏輯，直接跳過。

那么，最后只能走： newUnsafeAllocator 方法了。

從命名上面就能看出來，這是個(gè)不安全的操作。

newUnsafeAllocator最終是怎么不安全的構(gòu)建出一個(gè)對(duì)象呢？

往下看，最終執(zhí)行的是：

public static UnsafeAllocator create() { 
// try JVM 
// public class Unsafe { 
//   public Object allocateInstance(Class<?> type); 
// } 
try { 
  Class<?> unsafeClass = Class.forName("sun.misc.Unsafe"); 
  Field f = unsafeClass.getDeclaredField("theUnsafe"); 
  f.setAccessible(true); 
  final Object unsafe = f.get(null); 
  final Method allocateInstance = unsafeClass.getMethod("allocateInstance", Class.class); 
  return new UnsafeAllocator() { 
    @Override 
    @SuppressWarnings("unchecked") 
    public <T> T newInstance(Class<T> c) throws Exception { 
      assertInstantiable(c); 
      return (T) allocateInstance.invoke(unsafe, c); 
    } 
  }; 
} catch (Exception ignored) { 
} 
 
// try dalvikvm, post-gingerbread use ObjectStreamClass 
// try dalvikvm, pre-gingerbread , ObjectInputStream 
 
} 

可以看到Gson在沒有找到無參的構(gòu)造方法后，通過 sun.misc.Unsafe 構(gòu)造了一個(gè)對(duì)象。

注意：Unsafe該類并不是所有的Android 版本中都包含，不過目前新版本都包含，所以Gson這個(gè)方法中有3段邏輯都是用來生成對(duì)象的，你可以認(rèn)為3重保險(xiǎn)，針對(duì)不同平臺(tái)。本文測(cè)試設(shè)備：Android 29模擬器

我們這里暫時(shí)只討論sun.misc.Unsafe，其他的其實(shí)一個(gè)意思。

`sun.misc.Unsafe`何許API？

Unsafe是位于sun.misc包下的一個(gè)類，主要提供一些用于執(zhí)行低級(jí)別、不安全操作的方法，如直接訪問系統(tǒng)內(nèi)存資源、自主管理內(nèi)存資源等，這些方法在提升Java運(yùn)行效率、增強(qiáng)Java語言底層資源操作能力方面起到了很大的作用。但由于Unsafe類使Java語言擁有了類似C語言指針一樣操作內(nèi)存空間的能力，這無疑也增加了程序發(fā)生相關(guān)指針問題的風(fēng)險(xiǎn)。在程序中過度、不正確使用Unsafe類會(huì)使得程序出錯(cuò)的概率變大，使得Java這種安全的語言變得不再“安全”，因此對(duì)Unsafe的使用一定要慎重。

https://tech.meituan.com/2019/02/14/talk-about-java-magic-class-unsafe.html

具體可以參考美團(tuán)的這篇文章。

好了，到這里就真相大白了。

原因是我們Person沒有提供默認(rèn)的構(gòu)造方法，Gson在沒有找到默認(rèn)構(gòu)造方法時(shí)，它就直接通過Unsafe的方法，繞過了構(gòu)造方法，直接構(gòu)建了一個(gè)對(duì)象。

到這里，我們收獲了：

1. Gson是如何構(gòu)建對(duì)象的？

2. 我們?cè)趯懶枰狦son轉(zhuǎn)化為對(duì)象的類的時(shí)候，一定要記得有默認(rèn)的構(gòu)造方法，否則雖然不報(bào)錯(cuò)，但是很不安全！

3. 我們了解到了還有這種Unsafe黑科技的方式構(gòu)造對(duì)象。

Java中咋么構(gòu)造一個(gè)下面的Student對(duì)象呢？

public class Student  { 
    private Student() { 
        throw new IllegalArgumentException("can not create."); 
    } 
    public String name; 
} 

我們模仿Gson的代碼，編寫如下：

try { 
    val unsafeClass = Class.forName("sun.misc.Unsafe") 
    val f = unsafeClass.getDeclaredField("theUnsafe") 
    f.isAccessible = true 
    val unsafe = f.get(null) 
    val allocateInstance = unsafeClass.getMethod("allocateInstance", Class::class.java) 
    val student = allocateInstance.invoke(unsafe, Student::class.java) 
    (student as Student).apply { 
        name = "zhy" 
    } 
    println(student.name) 
} catch (ignored: Exception) { 
    ignored.printStackTrace() 
} 

輸出：

shy 

成功構(gòu)建。

看到這里，大家可能最大的收獲就是了解Gson構(gòu)建對(duì)象流程，以及以后寫B(tài)ean的時(shí)候會(huì)注意提供默認(rèn)的無參構(gòu)造方法，尤其在使用Kotlin  `data class `的時(shí)候。

那么剛才我們所說的Unsafe方法在Android上就沒有其他實(shí)際用處嗎？

這個(gè)類，提供了類似C語言指針一樣操作內(nèi)存空間的能力。

大家都知道在Android P上面，Google限制了app對(duì)hidden API的訪問。

但是，Google不能限制自己對(duì)hidden API訪問對(duì)吧，所以它自己的相關(guān)類，是允許訪問hidden API的。

那么Google是如何區(qū)分是我們app調(diào)用，還是它自己調(diào)用呢？

其中有一個(gè)辦法就是通過ClassLoader，系統(tǒng)認(rèn)為如果ClassLoader為BootStrapClassLoader則就認(rèn)為是系統(tǒng)類，則放行。

那么，我們突破P訪問限制，其中一個(gè)思路就是，搞一個(gè)類，把它的ClassLoader換成BootStrapClassLoader，從而可以反射任何hidden api。

怎么換呢？

只要把這個(gè)類的classLoader成員變量設(shè)置為null就可以了。

參考代碼：

private void testJavaPojie() { 
    try { 
      Class reflectionHelperClz = Class.forName("com.example.support_p.ReflectionHelper"); 
      Class classClz = Class.class; 
      Field classLoaderField = classClz.getDeclaredField("classLoader"); 
      classLoaderField.setAccessible(true); 
      classLoaderField.set(reflectionHelperClz, null); 
    } catch (Exception e) { 
          e.printStackTrace(); 
    } 
} 
來自：https://juejin.im/post/5ba0f3f7e51d450e6f2e39e0

但是這樣有個(gè)問題，上面的代碼用到了反射修改一個(gè)類的classLoader成員，假設(shè)google有一天把反射設(shè)置classLoader也完全限制掉，就不行了。

那么怎么辦？原理還是換ClassLoader，但是我們不走Java反射的方式了，而是用Unsafe:

參考代碼：

@Keep 
public class ReflectWrapper { 
 
    //just for finding the java.lang.Class classLoader field's offset 
    @Keep 
    private Object classLoaderOffsetHelper; 
 
    static { 
        try { 
            Class<?> VersionClass = Class.forName("android.os.Build$VERSION"); 
            Field sdkIntField = VersionClass.getDeclaredField("SDK_INT"); 
            sdkIntField.setAccessible(true); 
            int sdkInt = sdkIntField.getInt(null); 
            if (sdkInt >= 28) { 
                Field classLoader = ReflectWrapper.class.getDeclaredField("classLoaderOffsetHelper"); 
                long classLoaderOffset = UnSafeWrapper.getUnSafe().objectFieldOffset(classLoader); 
                if (UnSafeWrapper.getUnSafe().getObject(ReflectWrapper.class, classLoaderOffset) instanceof ClassLoader) { 
                    Object originalClassLoader = UnSafeWrapper.getUnSafe().getAndSetObject(ReflectWrapper.class, classLoaderOffset, null); 
                } else { 
                    throw new RuntimeException("not support"); 
                } 
            } 
        } catch (Exception e) { 
            throw new RuntimeException(e); 
        } 
    } 
} 
來自作者區(qū)長(zhǎng)：一種純 Java 層繞過 Android P 私有函數(shù)調(diào)用限制的方式，一文。 

Unsafe賦予了我們操作內(nèi)存的能力，也就能完成一些平時(shí)只能依賴C++完成的代碼。

好了，從一位朋友遇到的問題，由此引發(fā)了一整篇文章的討論，希望你能有所收獲。