在開(kāi)始本文的正文之前，我們下面來(lái)看看下面這段代碼：
Java中Integer類的IntegerCache的作用
包名：java.lang
文件名：Integer.java
方法名：IntegerCache
方法的代碼如下：
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private static class IntegerCache { static final int high; static final Integer cache[]; static { final int low = -128; // high value may be configured by property int h = 127; if (integerCacheHighPropValue != null) { // Use Long.decode here to avoid invoking methods that // require Integer's autoboxing cache to be initialized int i = Long.decode(integerCacheHighPropValue).intValue(); i = Math.max(i, 127); // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - -low); } high = h; cache = new Integer[(high - low) + 1]; int j = low; for(int k = 0; k < cache.length; k++) cache[k] = new Integer(j++); } private IntegerCache() {} } |
我們?cè)诖a中看到，low為-128，high為127，這樣的話，在Java編程中，如果要使用-128——127這個(gè)區(qū)間的對(duì)象的話，是直接使用這個(gè)Cache中的對(duì)象的。
上面是段簡(jiǎn)單的介紹，幫助大家理解下IntegerCache，下面開(kāi)始本文的正文：
引言
5 年前，我在 Hungarian 上發(fā)表了一篇關(guān)于 JDK 中如何改變 IntegerCache 的文章。這種做法其實(shí)是深入進(jìn) Java 運(yùn)行時(shí)，在實(shí)際并沒(méi)有使用的場(chǎng)景。當(dāng)你開(kāi)發(fā)這些研究代碼時(shí)，你才能更好的理解反射是如何工作的，以及 Integer 類是如何實(shí)現(xiàn)的。
Integer 類有一個(gè)私有的嵌套內(nèi)，名為 IntegerCache ，包含了值從 -127 到 128 的 Integer 對(duì)象。
當(dāng)代碼需要從 int 類型封箱成 Integer 對(duì)象，而且值在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，那么 Java 運(yùn)行時(shí)會(huì)使用這個(gè)緩存，而不是創(chuàng)建一個(gè)新的 Integer 對(duì)象。這主要是處于性能優(yōu)化的考慮，我們必須牢記在心的是很多 int 值在程序中很多時(shí)候都處于這個(gè)范圍內(nèi)（例如數(shù)組的下標(biāo)索引）。
這樣做的副作用是，很多時(shí)候，使用等號(hào)操作符來(lái)比較兩個(gè) Integer 對(duì)象時(shí)，只要值在范圍內(nèi)都是有效的。這在單元測(cè)試中很典型。而在運(yùn)行模式下，當(dāng)數(shù)值大于 128 時(shí)，代碼執(zhí)行會(huì)失敗。
使用反射來(lái)訪問(wèn) IntegerCache 類時(shí)會(huì)導(dǎo)致一些奇怪的副作用，注意這會(huì)影響到整個(gè)的 JVM。如果一個(gè) Servlet 重新定義了小的 Integer 緩存值，那么所有運(yùn)行在同一個(gè) Tomcat 下的其他 Servlet 也遭遇同樣問(wèn)題。
在 Lukas Eder 和 Sitepoint 上面還有其他一些文章描述此問(wèn)題。
現(xiàn)在我已經(jīng)開(kāi)始在玩弄 Java 9 的早期發(fā)布版本，在我腦海里我一直要做的就是對(duì)新的 Java 版本進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)。在開(kāi)始之前，讓我們先看看在 Java 8 中的做法。
在 Lukas 的文章中，我將他的示例代碼貼在此處：
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import java.lang.reflect.Field;import java.util.Random;public class Entropy { public static void main(String[] args) throws Exception { // Extract the IntegerCache through reflection Class << ? > clazz = Class.forName( "java.lang.Integer$IntegerCache"); Field field = clazz.getDeclaredField("cache"); field.setAccessible(true); Integer[] cache = (Integer[]) field.get(clazz); // Rewrite the Integer cache for (int i = 0; i < cache.length; i++) { cache[i] = new Integer( new Random().nextInt(cache.length)); } // Prove randomness for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println((Integer) i); } }} |
此代碼通過(guò)反射方式訪問(wèn) IntegerCache，然后使用隨機(jī)值對(duì)緩存進(jìn)行填充（淘氣?。?/p>
我們嘗試在 Java 9 中執(zhí)行相同的代碼，別指望有什么樂(lè)趣。當(dāng)有人嘗試違反它時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn) Java 9 的限制更加嚴(yán)格。
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Exception in thread "main" java.lang.reflect.InaccessibleObjectException: Unable to make field static final java.lang.Integer[] java.lang.Integer$IntegerCache.cache accessible: module java.base does not "opens java.lang" to unnamed module @1bc6a36e |
程序拋出了異常，這個(gè)異常在 Java 8 中是不會(huì)發(fā)生的。相當(dāng)于說(shuō)對(duì)象是不可范文的，因?yàn)?java.base 模塊的原因，這是 JDK 的組成部分，在每個(gè) Java 程序啟動(dòng)時(shí)被自動(dòng)的導(dǎo)入，不允許打開(kāi)未命名的模塊。這個(gè)異常是在當(dāng)我們嘗試設(shè)置字段可訪問(wèn)屬性時(shí)拋出的。
我們?cè)?Java 8 可輕松訪問(wèn)的對(duì)象，現(xiàn)在在 Java 9 中不能訪問(wèn)了，因?yàn)樾碌哪K系統(tǒng)對(duì)此進(jìn)行了保護(hù)。代碼只能訪問(wèn)字段、方法和其他用反射能訪問(wèn)的信息，只有當(dāng)類在相同的模塊中，或者模塊打開(kāi)了包用于反射方式訪問(wèn)。這個(gè)可以通過(guò) module-info.java 模塊定義文件來(lái)實(shí)現(xiàn)：
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module myModule { exports com.javax0.module.demo; opens com.javax0.module.demo;} |
這個(gè)模塊 java.base 不用不用自行打開(kāi)用于反射訪問(wèn)，特別是未命名模塊更不需要。如果我們創(chuàng)建了一個(gè)模塊并進(jìn)行命名，那么錯(cuò)誤信息將包含模塊的名稱。
我們能否在程序里打開(kāi)模塊呢？ java.lang.reflect.Module 模塊有一個(gè) addOpens 的方法可以做到。
可行嗎？
對(duì)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)壞消息是：不可行。它只能在另外一個(gè)模塊中打開(kāi)一個(gè)模塊中的包，并且包已經(jīng)在該模塊中通過(guò)調(diào)用這個(gè)方法打開(kāi)過(guò)。這種方法只能讓模塊傳遞給另外的模塊權(quán)利，前提是另外的模塊已經(jīng)以某種方式打開(kāi)過(guò)相同的包，而不能打開(kāi)沒(méi)有打開(kāi)過(guò)的包（譯者注：很難理解，不是嗎？）。
但與此同時(shí)好消息是：Java 9 不像 Java 8 那么容易被破解。最少這個(gè)漏洞被關(guān)閉了?？雌饋?lái) Java 開(kāi)始往專業(yè)級(jí)發(fā)展，而不僅僅是個(gè)玩具（譯者注：誰(shuí)說(shuō) Java 是個(gè)玩具了？）。不久的將來(lái)你可以非常嚴(yán)肅的將 RPG 和 COBOL 語(yǔ)言的項(xiàng)目遷移到 Java 上了。（很抱歉，我開(kāi)玩笑的）
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)服務(wù)器之家的支持。
本文翻譯自：https://dzone.com/articles/hacking-the-integercache-in-java-9
