报告，书里有个BUG！
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2021-08-24 09:07
你好呀，我是 Kirito。今天分享一篇我的好友 Why 近期写的一篇原创文章。
最近在看《深入理解 JVM 虚拟机》（第三版）的时候发现一个有意思的 BUG。
给大家汇报一下。
这段话位于第三版的 326 页，属于书中的第八章虚拟机字节码执行引擎这一部分的内容。
整个第八章主要分析了虚拟机在执行代码时，如何找到正确的方法、如何执行方法内的字节码，以及执行代码时涉及的内存结构。
而其中的 8.4 小节是这样的：
其实还有个 8.4.5 小节，由于排版问题，我不好拍下来。
而出 Bug 的地方，就是对应书中的 8.4.5 小节，标题是：
实战：掌控方法分派规则
接下来，我们就看看到底是哪里出 Bug 了。
另外，需要提前说明的是，我没有做背景知识的铺垫，默认你是了解关于 Java 虚拟机层面对于动态类型语言的支持的。
其实说白了就是那几个指令：
invokestatic invokespecial invokevirtual invokeinterface invokedynameic
同时也了解 MethodHandle 类中下面几个方法和上述几个指令的关系的：
findStatic findSpecial findVirtual
不知道也没关系，就看一乐呵。面试不考，放心。
啥 BUG
先直接给大家上个代码，也是书上的示例代码，你思考一下，能不能实现这个需求：
绝大部分人的第一反应就是 super 关键字。
但是可惜的是 super 调用的是父类的 thinking 方法，而当前类 son 的父类是 Father 类。
再接着想，可能有的同学能想到操作字节码，比如用 ASM、Javassist 等字节码操作工具，去搞一些骚操作。
这个思路是可以的，但是属于作弊行为。
题目是要求在字节码之上的 Java 层面解决。
有的同学还能想到反射。
诶，想到反射的同学很不错，可以给自己鼓个掌。
先公布答案，为了你方便运行，我直接把整个代码放这里，你粘过去就能跑：
public class MethodHandleTest {
class GrandFather{
void thinking(){
System.out.println("i am grandfather");
}
}
class Father extends GrandFather{
void thinking(){
System.out.println("i am father");
}
}
class Son extends Father {
void thinking() {
try {
MethodType mt = MethodType.methodType(void.class);
MethodHandle mh = lookup().findSpecial(GrandFather.class,
"thinking", mt, getClass());
mh.invoke(this);
} catch (Throwable e) {
}
}
}
public static void main(String[] args) {
(new MethodHandleTest().new Son()).thinking();
}
}
上面这个答案就是来自书中的答案。
但是当你粘出来运行的时候，有趣的事情发生了：
什么情况，为什么书上的运行结果是这样的？
诶，这就是 BUG 的体现了。
为啥是这样的？
同样的程序，在第三版里面是这样描述的：
很明显了，在 JDK 7 Update 9 之前的运行结果是这样的，说明后续更的时候修复了什么问题。
如果你的运行结果还是 i am grandfather，那么兄弟，你的 JDK 版本该升级一下了。
那么到底修复了什么问题呢？
我在知乎上找到了关于这个问题的R大的回答：
https://www.zhihu.com/question/40427344
首先这个神一样的男人，直接就说书上的结论是错误的。
他说：因为 MethodHandle 用于模拟 invokespecial 时，必须遵守跟 Java 字节码里的 invokespecial 指令相同的限制，只能调用到传给 findSpecial() 方法的最后一个参数（“specialCaller”）的直接父类的版本。
啥意思，直接就是看着头大。
不慌，根据我们深厚的语文功底，大家都知道，重点在后半句：
只能调用到传给 findSpecial() 方法的最后一个参数（“specialCaller”）的直接父类的版本。
那么最后一个参数是什么？
它的直接父类又是什么？
来，我给你 Debug 一下：
通过截图我们知道最后一个参数其实就是当前类，即 son。
它的直接父类又是什么？
在周大大书里的例子里，类之间的基础关系是这样的：
Son->Father->GrandFather
所以 son 的直接父类，就是 father 类：
从这里可以清楚的看到，这里的 method 其实是 father 类的 thinking 方法。
同时，R大还说了：
findSpecial()还特别限制如果Lookup发现传入的最后一个参数（“specialCaller”）跟当前类不一致的话默认会马上抛异常
来，试验一把嘛。
当我们把最后一个参数传 Father.class，再次运行发现抛出了异常。
最后，R大也指出，曾经有这样的 bug 存在，所以也有可能是存在示例代码中的结果的：
可能是因为findSpecial()得到的MethodHandle的具体语义在JSR 292的设计过程中有被调整过。有一段时间findSpecial()得到的MethodHandle确实可以超越invokespecial的限制去调用到任意版本的虚方法，但这种行为很快就被认为是bug而修正了。
所以，周大大在第三版中也更新了这部分的内容：
我也去看了 JDK 8 关于 findSpecial 方法的规范说明 ：
https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/invoke/MethodHandles.Lookup.html#findSpecial-java.lang.Class-java.lang.String-java.lang.invoke.MethodType-java.lang.Class
其中有这样的一句话：
The function MethodHandles.lookup is caller sensitive so that there can be a secure foundation for lookups. Nearly all other methods in the JSR 292 API rely on lookup objects to check access requests.
简单翻译一下就是这样的。
MethodHandles.lookup这个函数对调用者是敏感的，这样就可以有一个安全的查找基础。JSR 292 API 中的几乎所有其他方法都依赖查找对象来检查访问请求。
调用者敏感，我是这样理解的：不同调用者，访问权限不同，其结果也不同。
比如在书中的例中，在 Son 类中调用 MethodHandles.lookup，Son 是调用者，因为调用者是敏感，所以只能访问到 Father 类的 thinking。
另外，文档中提到的 JSR 292 也和 R 大的回答呼应上了。
我对比了一下 JDK 7 和 8 之间描述的差异：
发现 JDK 8 的描述多了整整一个 Caller sensitive methods 小节。
翻译过来就是“这是一个调用者敏感的方法”。
这一小节里面的这一句话，就是我刚刚说的那句。
能突破吗？
知道问题被修复了，那么问题又来了。
这个需求还能实现吗？
现在这个需求按照前面的思路走不通的原因，是因为这个地方的校验绕不过去：
java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup#checkSpecialCaller
那我们绕过这个限制就好了。
这个方法看起来也不复杂，而且有这样的一个判断，如果成立则直接返回，不做校验：
allowedModes，这个值如果我们可以设置为 “TRUSTED”，那么就能直接返回，从而避开下面的这些校验。
怎么绕开呢？
直接上代码：
class Son extends Father {
void thinking() {
try {
MethodType mt = MethodType.methodType(void.class);
Field lookupImpl = MethodHandles.Lookup.class.getDeclaredField("IMPL_LOOKUP");
lookupImpl.setAccessible(true);
MethodHandle mh = ((MethodHandles.Lookup) lookupImpl.get(null)).findSpecial(GrandFather.class, "thinking", mt, GrandFather.class);
mh.invoke(this);
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
来看运行结果：
这个方案也是周大大书上写的方案：
结合着这个看，基本上就能看懂了：
不得不说，反射真的是太“流氓”了。
好了，本文就这些内容了。
那你看完了，我问你一个问题：
你觉得你知道了这个点，有什么卵用吗？
是的，没有。
那么恭喜你，又在我这里学到了一个没有任何卵用的知识点。
如果一定要说有用的地方，那么就是看书的时候别只看，得动手。
比如本文的例子，如果不动手，你自己大概率是不会踩到这个“彩蛋”的。