是否有可能在Java中运行时实现接口？

Question

我正在研究一个项目，其中有很多由库创建的对象，并且我无法访问这些对象的创建过程。

下面的片段可以作为一个很好的例子来说明我的问题。

代码：

public class Clazz { 
    //The contents of Clazz are irrelevant 
    //Clazz is NOT my class. I have no access to its internal structure. 
    //However, I do have access to Clazz objects that were created elsewhere. 
} 

ExampleInterface是clazz中可能会或可能不会在编译时实现一个接口。

代码：

public interface ExampleInterface { 
    public void run(); 
} 

下面的代码是，我遇到了这个问题。看看下面的注意事项：

1. run()当c是ExampleInterface一个实例只调用。
2. getRunConditions(Clazz c)和executeClazz(Clazz c)都是我无权访问的类中的私有方法。
3. 在编译时，Clazz将而不是包含一个名为run()的方法。
4. ExampleExecutor是不是我的班。我无法使用任何 方式（我甚至无法获得该类的实例）。

代码：

public class ExampleExecutor { 
    public void executeClazz(Clazz c) { 
     if ((c instanceof ExampleInterface) && getRunConditions(c)) { 
      ExampleInterface ex = (ExampleInterface) c; 
      ex.run(); 
     } 
    } 
} 

显然以下方法在语法上不能够，但它确实是我想要的目的。基本上，如果c尚未实现ExampleInterface，请将c设置为执行ExampleInterface，然后提供必须覆盖的方法。

需要注意以下的：

1. extendInterface(Name of Interface)是虚构的语法，试图说明我的目标创造我 。
2. run()必须在这里定义（在运行时）。
3. 我不能使用包装或代理类作为解决方案。 IE，Clazz对象必须结束执行ExampleInterface，并且我无法使用解决方法。 （参考this link如果你想知道为什么）。

代码：

public void implementInterface(Clazz c) { 
    if (!(c instanceof ExampleInterface)) { 
     c.extendInterface(ExampleInterface { 
      @Override 
      public void run() { 
       //code 
      } 
     }); 
    } 
} 

为了澄清，我正在运行到的问题是，我需要总是知道什么时候run()被称为Clazz。如果Clazz曾经不执行ExampleInterface，我不知道什么时候应该调用run()。

与此同时，我还想偶尔为run()添加支持，默认情况下不支持。因为我无法访问创建Clazz对象，所以我无法通过自己实现接口来完成此操作。

问题：简单地说，是否可以在运行时实现接口（并提供所需的方法）？

注：而唯一的解决方案可能需要反思（如果有的话，请张贴下文），我使用的库有安全管理器，阻止使用所有的反射。 IE，反思性的解决方案在将来可能对其他人有用，但对我来说没用。

此外，我并不是说只在自己的程序中使用库。一个已经运行的主机应用程序（这是我使用的库）是遵循并且然后运行我为它编写的代码。如果该应用程序不喜欢我提供的任何代码（IE，与其安全管理器冲突），则代码甚至从不编译。

为什么我需要这样做：

它与我使用的图书馆做。因为ExampleExecutor是我无法访问的方法，而且我无法控制Clazz的创建，所以无法确定run()何时执行。

我需要知道什么时候run()被执行的原因是因为实际上，run()是一个事件处理程序，它是我正在使用的库的一部分。

例如：mouseClicked(CustomMouseEvent evt)可能是一个方法，它是接口CustomMouseListener的一部分。有时Clazz的实例当鼠标点击时（因此继承CustomMouseListener），我正在小心处理，而其他时间则不会。

与Clazz实例不同，我总是在意鼠标是否被点击，并始终需要触发该事件。

在现实中，ExampleInterface实际上是以下几点：

public interface CustomMouseListener { 
    public void mouseClicked(CustomMouseEvent evt); 
    public void mousePressed(CustomMouseEvent evt); 
    public void mouseReleased(CustomMouseEvent evt); 
    //etc 
} 

Answer 1

做你所说的其实是使用字节代码装备的唯一途径。您可以添加一个代理程序，它在加载之前更改要修改的clazz的字节代码。

您需要在加载时执行此操作的原因是，许多JVM不允许您更改字段，有些不允许您在加载类之后添加方法。

更简单的解决方案是反编译类，修改它并重新编译。假设该类可以反编译，这将为您节省大量时间和精力。

the library I am using has a security manager that blocks the use of all reflection

这是一个奇怪的选择，因为你可以在调用库前，把你自己的安全管理器，它不能阻止你做任何事情。

Answer 2

我不认为你想要什么是可能的;有Dynamic Proxies，但它们使用反射，并且看起来不太可能有权访问类加载器（您可以在其中设置自己的即时操作字节码）。

Answer 3

您可以使用java instrumentation API（强制）将类调整到接口。 APM，AOP框架和剖析器通常使用此技术，以便在运行时将日志记录和度量标准测试代码插入到目标类中。应用程序直接使用这种技术是非常罕见的。如果我在生产代码中看到这个，这将是一个大红旗。

尽管如此，

鉴于这些clazz中：

package com.sabertiger.example; 

public class Clazz { 
    public void purr(){ 
     System.out.println("Hello world"); 
    } 

} 

接口

package com.sabertiger.example; 

public interface ExampleInterface { 
    void run(); 
} 

执行人

package com.sabertiger.example; 

public class ExampleExecutor { 
    public static void main(String[] args) { 
     Clazz c=new Clazz(); 
     // Normally a ClassCastException 
     ExampleInterface i=(ExampleInterface)(Object)(Clazz) c; 
     i.run(); 
    } 
} 

正常运转中产生这个错误：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: 
    com.sabertiger.example.Clazz cannot be cast to 
    com.sabertiger.example.ExampleInterface 
    at com.sabertiger.example.ExampleExecutor.main(ExampleExecutor.java:7) 

你可以把它通过提供缺少的接口和实现工作，通过变换类：

package com.sabertiger.instrumentation; 

import java.lang.instrument.ClassFileTransformer; 
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException; 
import java.lang.instrument.Instrumentation; 
import java.security.ProtectionDomain; 

import javassist.ClassPool; 
import javassist.CtClass; 
import javassist.CtMethod; 
import javassist.CtNewMethod; 

public class ExampleInterfaceAdapter implements ClassFileTransformer { 

    public static void premain(String agentArgument, Instrumentation instrumentation) { 
     // Add self to list of runtime transformations 
     instrumentation.addTransformer(new ExampleInterfaceAdapter()); 
    } 

    @Override 
    // Modify only com.sabertiger.example.Clazz, return all other unmodified 
    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, 
      Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, 
      byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException { 

     if(className.matches("com/sabertiger/example/Clazz")) { 
      return addExampleInterface(className, classfileBuffer);    
     } else { 
      return classfileBuffer; 
     } 
    } 

    // Uses javassist framework to add interface and new methods to target class 
    protected byte[] addExampleInterface(String className, byte[] classBytecode) { 
     CtClass clazz= null; 
     try { 
      ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); 
      clazz = pool.makeClass(new java.io.ByteArrayInputStream(classBytecode)); 

      String src= 
       "{   "+ 
       " purr(); "+ 
       "}   "; 

      //Add interface 
      CtClass anInterface = pool.getCtClass("com.sabertiger.example.ExampleInterface"); 
      clazz.addInterface(anInterface); 

      //Add implementation for run method 
      CtMethod implementation = CtNewMethod.make(
        CtClass.voidType, 
        "run", 
        new CtClass[0], 
        new CtClass[0], 
        src, 
        clazz); 
      clazz.addMethod(implementation); 

      classBytecode=clazz.toBytecode(); 
     } catch(Throwable e) { 
      throw new Error("Failed to instrument class " + className, e); 
     } 
     return classBytecode; 
    } 

} 

和所需的MANIFEST.MF

Manifest-Version: 1.0 
Premain-Class: com.sabertiger.instrumentation.ExampleInterfaceAdapter 
Boot-Class-Path: javassist.jar 

包一切都变成罐子使其工作：

jar -tf agent.jar 
META-INF/MANIFEST.MF 
com/sabertiger/instrumentation/ExampleInterfaceAdapter.class 

现在我们能够通过clazz中以ExampleExecutor

java -javaagent:agent.jar -classpath ..\instrumentation\bin com.sabertiger.example.ExampleExecutor 
Hello world 

Answer 4

根据您的Java版本，你可以使用lambda表达式（与Java 8）。

的代码会相对简单：

Clazz o = .... // Here you obtain your object through third party library 
ExampleInterface yourInterface = o::run; 
yourInterface.run(); 

请注意，这仅适用于与一个方法接口。两个签名（界面和Clazz）必须匹配。