為什么不能用反射修改字串欄位？

JDK版本：1.8.0_291

目標類：

package reflectionStackoverflow.test;

public class ClassA {
    private final static StringBuilder nameStringBuilder = new StringBuilder("1");
    private final static String nameString = "1";
 
    public static void printNameStringBuild() {
        System.out.println("nameStringBuilder: "   nameStringBuilder);
    }
    public static void printNameString() {
        System.out.println("nameString: "   nameString);
    }
}

測驗代碼：

package reflectionStackoverflow.test;

import org.junit.Test;

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;

public class ReflectionTest {
    @Test
    public void test() throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class c = ClassA.class;

        Field nameStringBuilder = c.getDeclaredField("nameStringBuilder");
        nameStringBuilder.setAccessible(true);
        Field nameStringBuilderModifiers = nameStringBuilder.getClass().getDeclaredField("modifiers");
        nameStringBuilderModifiers.setAccessible(true);
        nameStringBuilderModifiers.setInt(nameStringBuilder, nameStringBuilder.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
        nameStringBuilder.set(c, new StringBuilder("2"));
        nameStringBuilderModifiers.setInt(nameStringBuilder, nameStringBuilder.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);

        Field nameString = c.getDeclaredField("nameString");
        nameString.setAccessible(true);
        Field nameStringModifiers = nameString.getClass().getDeclaredField("modifiers");
        nameStringModifiers.setAccessible(true);
        nameStringModifiers.setInt(nameString, nameString.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
        nameString.set(c, "2");
        nameStringModifiers.setInt(nameString, nameString.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);

        ClassA.printNameStringBuild();
        ClassA.printNameString();
    }
}

測驗結果：

nameStringBuilder: 2
nameString: 1

結論：

StringBuilder 欄位可以用反射修改，但 String 欄位不能修改。

問題：

為什么String不能用反射修改？

有什么方法可以修改private final static String上面 StringBuilder 案例中的值嗎？

uj5u.com熱心網友回復：

Java 編譯器（根據 Java 語言規范）需要行內常量變數（請參閱https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se17/html/jls-13.html#jls-13.1-110- C用于當前版本，但相同的要求已經在J??LS for Java 1.6中）。

您可以通過制作nameString所謂的“空白最終”（https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se6/html/typesValues.html#10931）來解決此問題：

    private static final String nameString;
    static {
        nameString =  "1";
    }

這解決了你當前的問題，但如果你想升級你的 Java 版本，它會給你帶來麻煩。Java 12 及更高版本不再允許設定類的modifier欄位Field。如果您的代碼依賴于這個 hack，它將永遠被鎖定在 Java 11 或更低版本。

更新到上一段：在這種情況下（僅運行一些測驗）它可能會解決您的問題 ，但是：JVM 可以自由優化對該欄位的訪問（即使在一個空白的最終欄位的情況下，它也被宣告為final并且JIT 優化器可以進行非最終欄位無法進行的優化）

要顯示問題：

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;

public class Main {

    public static void main (String[] args) throws Exception {
        System.out.println("Before:");
        System.out.println("Field1: " Class2.getField1());
        System.out.println("Field2: " Class2.getField2());
        System.out.println("Field3: " Class2.getField3());
        System.out.println("Field3: " Class2.getField3());
        System.out.println();

        Class c = Class2.class;
        Field f1 = c.getDeclaredField("field1");
        Field f2 = c.getDeclaredField("field2");
        Field f3 = c.getDeclaredField("field3");
        changeField(f1);
        changeField(f2);
        changeField(f3);

        System.out.println("After:");
        System.out.println("Field1: " Class2.getField1());
        System.out.println("Field2: " Class2.getField2());
        System.out.println("Field3: " Class2.getField3());
    }

    private static void changeField(Field field) throws Exception {
        field.setAccessible(true);
        Field modifiersField = Field.class.getDeclaredField("modifiers");
        modifiersField.setAccessible(true);
        modifiersField.setInt(field, field.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
        field.set(null, "changed");
    }
}

class Class2 {
    private static final String field1 = "no change"; // constant variable, read access must be inlined
    private static final String field2; // blank final
    private static final String field3; // blank final
    static {
        field2 = "no change";
        field3 = "no change";
    }
    public static String getField1() { return field1; }
    public static String getField2() { return field2; }
    public static String getField3() {
        for (int i = 0; i < 1_000_000; i  ) {
            if (!field3.equals("no change")) {
                return field3;
            }
        }
        return field3;
    }
}

它會列印出來

Before:
Field1: no change
Field2: no change
Field3: no change
Field3: no change

After:
Field1: no change
Field2: changed
Field3: no change

因此，JIT（在運行時）更改了代碼方法getField3，不再訪問該欄位field3，而是直接加載常量“無變化”。由于field3被宣告為 final，這是一個完全合法的優化。

如果您嘗試使用 Java 17 運行它，它將引發例外：

Exception in thread "main" java.lang.NoSuchFieldException: modifiers
  at java.base/java.lang.Class.getDeclaredField(Class.java:2610)
  at Main.changeField(Main.java:xx)
  at Main.main(Main.java:xx)

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