如何调用Java接口中默认方法?

从JDK8开始,接口支持默认方法实现,即在接口中可以有具体的实现,仅需使用关键字 default修饰方法即可,如:

public interface MyInterface {

    default void call(String methodName) {
        System.out.println("MethodHandles, call method: " + methodName);
    }
}

那么,如果该接口我们不想有实现类,又想要调用 MyInterface#call 方法怎么办?

此时,可借助JDK给我们提供的方法句柄实现:java.lang.invoke.MethodHandles,从而可动态调用方法。

对于方法句柄的调用实现,不同JDK版本可略有差异,简单说明:

jdk8中如果直接调用{@link MethodHandles#lookup()}获取到的{@link MethodHandles.Lookup}
在调用方法 {@link MethodHandles.Lookup#findSpecial(java.lang.Class, java.lang.String, java.lang.invoke.MethodType, java.lang.Class)}
和{@link MethodHandles.Lookup#unreflectSpecial(java.lang.reflect.Method, java.lang.Class)}
获取父类方法句柄{@link MethodHandle}时
可能出现权限不够, 抛出如下异常, 所以通过反射创建{@link MethodHandles.Lookup}解决该问题.
java.lang.IllegalAccessException: no private access for invokespecial: interface com.example.demo.methodhandle.UserService, from com.example.demo.methodhandle.UserServiceInvoke
at java.lang.invoke.MemberName.makeAccessException(MemberName.java:850)
at java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup.checkSpecialCaller(MethodHandles.java:1572)
而jdk11中直接调用{@link MethodHandles#lookup()}获取到的{@link MethodHandles.Lookup},也只能对接口类型才会权限获取方法的方法句柄{@link MethodHandle}.
如果是普通类型Class,需要使用jdk9开始提供的 MethodHandles#privateLookupIn(java.lang.Class, java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup)方法.

注意:接口没有实现,不能直接通过反射调用!!

以下是针对不同版本编写的一个工具类

import java.lang.invoke.MethodHandle;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public final class MethodHandlesUtil {

    private static final int ALLOWED_MODES = MethodHandles.Lookup.PRIVATE 
			| MethodHandles.Lookup.PROTECTED
            | MethodHandles.Lookup.PACKAGE 
			| MethodHandles.Lookup.PUBLIC;

    private static Constructor<MethodHandles.Lookup> java8LookupConstructor;
    private static Method privateLookupInMethod;

    static {
        //jdk9开始提供的java.lang.invoke.MethodHandles.privateLookupIn方法
        try {
            privateLookupInMethod = MethodHandles.class.getMethod("privateLookupIn", Class.class, MethodHandles.Lookup.class);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            privateLookupInMethod = null;
            logger.info("There is no [java.lang.invoke.MethodHandles.privateLookupIn(Class, Lookup)] method in this version of JDK");
        }
        //jdk8其实也适用于jdk9及以上的版本,但是上面优先,可以避免 jdk9 反射警告
        if (privateLookupInMethod == null) {
            try {
                java8LookupConstructor = MethodHandles.Lookup.class.getDeclaredConstructor(Class.class, int.class);
                java8LookupConstructor.setAccessible(true);
            } catch (NoSuchMethodException e) {
                //可能是jdk8 以下版本
                throw new IllegalStateException(
                        "There is neither 'privateLookupIn(Class, Lookup)' nor 'Lookup(Class, int)' method in java.lang.invoke.MethodHandles.",
                        e);
            }
        }
    }

    /**
     * java9中的MethodHandles.lookup()方法返回的Lookup对象
     * 有权限访问specialCaller != lookupClass()的类
     * 但是只能适用于接口, {@link java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup#checkSpecialCaller}
     */
    public static MethodHandles.Lookup lookup(Class<?> callerClass) {
        //使用反射,因为当前jdk可能不是java9或以上版本
        if (privateLookupInMethod != null) {
            try {
                return (MethodHandles.Lookup) privateLookupInMethod.invoke(MethodHandles.class, callerClass, MethodHandles.lookup());
            } catch (IllegalAccessException | InvocationTargetException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        //jdk8
        try {
            return java8LookupConstructor.newInstance(callerClass, ALLOWED_MODES);
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalStateException("no 'Lookup(Class, int)' method in java.lang.invoke.MethodHandles.", e);
        }
    }

    public static MethodHandle getSpecialMethodHandle(Method parentMethod) {
        final Class<?> declaringClass = parentMethod.getDeclaringClass();
        MethodHandles.Lookup lookup = lookup(declaringClass);
        try {
            return lookup.unreflectSpecial(parentMethod, declaringClass);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

简单使用,执行 MyInterface#call方法调用

利用JDK动态代理创建一个代理类

public static void main(String[] args) {
    // 创建JDK代理类
    MyInterface myInterface = (MyInterface) Proxy.newProxyInstance(
            MyInterface.class.getClassLoader(),
            new Class[]{MyInterface.class},
            (proxy, method, arg) -> MethodHandlesUtil.getSpecialMethodHandle(method)
                    .bindTo(proxy)
                    .invokeWithArguments(arg));
    // 调用call方法
    myInterface.call("MyInterface#call");
}

执行结果

可能有人就要问了,为什么不能直接调用 method.invoke(proxy, arg)?

原因很简单,JDK动态代理接口的对象本身就是java.lang.reflect.InvocationHandler,如果再调用method.invoke(proxy, arg),那么就会陷入无限循环中。因此,只能采取其他方式,比如以上获取的是接口的默认实现方法;当然,如果是接口的抽象方法,那么就可以在代理方法java.lang.reflect.InvocationHandler#invoke实现自己的逻辑,比如调用外部接口的处理逻辑等等。

最后,感谢大佬,借鉴:java8中实现调用对象的父类方法_privatelookupin-优快云博客

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