1 /*
2  * Copyright (c) 1999, 2017, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
3  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
4  *
5  * This code is free software; you can redistribute it and/or modify it
6  * under the terms of the GNU General Public License version 2 only, as
7  * published by the Free Software Foundation.  Oracle designates this
8  * particular file as subject to the "Classpath" exception as provided
9  * by Oracle in the LICENSE file that accompanied this code.
10  *
11  * This code is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14  * version 2 for more details (a copy is included in the LICENSE file that
15  * accompanied this code).
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License version
18  * 2 along with this work; if not, write to the Free Software Foundation,
19  * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  *
21  * Please contact Oracle, 500 Oracle Parkway, Redwood Shores, CA 94065 USA
22  * or visit www.oracle.com if you need additional information or have any
23  * questions.
24  */

25
26 package java.lang.reflect;
27
28 import java.lang.module.ModuleDescriptor;
29 import java.security.AccessController;
30 import java.security.PrivilegedAction;
31 import java.util.Arrays;
32 import java.util.Collections;
33 import java.util.HashMap;
34 import java.util.HashSet;
35 import java.util.IdentityHashMap;
36 import java.util.List;
37 import java.util.Map;
38 import java.util.Objects;
39 import java.util.Set;
40 import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
41 import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
42 import java.util.stream.Collectors;
43 import java.util.stream.Stream;
44
45 import jdk.internal.loader.BootLoader;
46 import jdk.internal.module.Modules;
47 import jdk.internal.misc.Unsafe;
48 import jdk.internal.misc.VM;
49 import jdk.internal.reflect.CallerSensitive;
50 import jdk.internal.reflect.Reflection;
51 import jdk.internal.loader.ClassLoaderValue;
52 import sun.reflect.misc.ReflectUtil;
53 import sun.security.action.GetPropertyAction;
54 import sun.security.util.SecurityConstants;
55
56 import static java.lang.module.ModuleDescriptor.Modifier.SYNTHETIC;
57
58
59 /**
60  *
61  * {@code Proxy} provides static methods for creating objects that act like instances
62  * of interfaces but allow for customized method invocation.
63  * To create a proxy instance for some interface {@code Foo}:
64  * <pre>{@code
65  *     InvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(...);
66  *     Foo f = (Foo) Proxy.newProxyInstance(Foo.class.getClassLoader(),
67  *                                          new Class<?>[] { Foo.class },
68  *                                          handler);
69  * }</pre>
70  *
71  * <p>
72  * A <em>proxy class</em> is a class created at runtime that implements a specified
73  * list of interfaces, known as <em>proxy interfaces</em>. A <em>proxy instance</em>
74  * is an instance of a proxy class.
75  *
76  * Each proxy instance has an associated <i>invocation handler</i>
77  * object, which implements the interface {@link InvocationHandler}.
78  * A method invocation on a proxy instance through one of its proxy
79  * interfaces will be dispatched to the {@link InvocationHandler#invoke
80  * invoke} method of the instance's invocation handler, passing the proxy
81  * instance, a {@code java.lang.reflect.Method} object identifying
82  * the method that was invoked, and an array of type {@code Object}
83  * containing the arguments.  The invocation handler processes the
84  * encoded method invocation as appropriate and the result that it
85  * returns will be returned as the result of the method invocation on
86  * the proxy instance.
87  *
88  * <p>A proxy class has the following properties:
89  *
90  * <ul>
91  * <li>The unqualified name of a proxy class is unspecified.  The space
92  * of class names that begin with the string {@code "$Proxy"}
93  * should be, however, reserved for proxy classes.
94  *
95  * <li>The package and module in which a proxy class is defined is specified
96  * <a href="#membership">below</a>.
97  *
98  * <li>A proxy class is <em>final and non-abstract</em>.
99  *
100  * <li>A proxy class extends {@code java.lang.reflect.Proxy}.
101  *
102  * <li>A proxy class implements exactly the interfaces specified at its
103  * creation, in the same order. Invoking {@link Class#getInterfaces getInterfaces}
104  * on its {@code Class} object will return an array containing the same
105  * list of interfaces (in the order specified at its creation), invoking
106  * {@link Class#getMethods getMethods} on its {@code Class} object will return
107  * an array of {@code Method} objects that include all of the
108  * methods in those interfaces, and invoking {@code getMethod} will
109  * find methods in the proxy interfaces as would be expected.
110  *
111  * <li>The {@link java.security.ProtectionDomain} of a proxy class
112  * is the same as that of system classes loaded by the bootstrap class
113  * loader, such as {@code java.lang.Object}, because the code for a
114  * proxy class is generated by trusted system code.  This protection
115  * domain will typically be granted {@code java.security.AllPermission}.
116  *
117  * <li>The {@link Proxy#isProxyClass Proxy.isProxyClass} method can be used
118  * to determine if a given class is a proxy class.
119  * </ul>
120  *
121  * <p>A proxy instance has the following properties:
122  *
123  * <ul>
124  * <li>Given a proxy instance {@code proxy} and one of the
125  * interfaces, {@code Foo}, implemented by its proxy class, the
126  * following expression will return true:
127  * <pre>
128  *     {@code proxy instanceof Foo}
129  * </pre>
130  * and the following cast operation will succeed (rather than throwing
131  * a {@code ClassCastException}):
132  * <pre>
133  *     {@code (Foo) proxy}
134  * </pre>
135  *
136  * <li>Each proxy instance has an associated invocation handler, the one
137  * that was passed to its constructor.  The static
138  * {@link Proxy#getInvocationHandler Proxy.getInvocationHandler} method
139  * will return the invocation handler associated with the proxy instance
140  * passed as its argument.
141  *
142  * <li>An interface method invocation on a proxy instance will be
143  * encoded and dispatched to the invocation handler's {@link
144  * InvocationHandler#invoke invoke} method as described in the
145  * documentation for that method.
146  *
147  * <li>An invocation of the {@code hashCode},
148  * {@code equals}, or {@code toString} methods declared in
149  * {@code java.lang.Object} on a proxy instance will be encoded and
150  * dispatched to the invocation handler's {@code invoke} method in
151  * the same manner as interface method invocations are encoded and
152  * dispatched, as described above.  The declaring class of the
153  * {@code Method} object passed to {@code invoke} will be
154  * {@code java.lang.Object}.  Other public methods of a proxy
155  * instance inherited from {@code java.lang.Object} are not
156  * overridden by a proxy class, so invocations of those methods behave
157  * like they do for instances of {@code java.lang.Object}.
158  * </ul>
159  *
160  * <h3><a id="membership">Package and Module Membership of Proxy Class</a></h3>
161  *
162  * The package and module to which a proxy class belongs are chosen such that
163  * the accessibility of the proxy class is in line with the accessibility of
164  * the proxy interfaces. Specifically, the package and the module membership
165  * of a proxy class defined via the
166  * {@link Proxy#getProxyClass(ClassLoader, Class[])} or
167  * {@link Proxy#newProxyInstance(ClassLoader, Class[], InvocationHandler)}
168  * methods is specified as follows:
169  *
170  * <ol>
171  * <li>If all the proxy interfaces are in <em>exported</em> or <em>open</em>
172  *     packages:
173  * <ol type="a">
174  * <li>if all the proxy interfaces are <em>public</em>, then the proxy class is
175  *     <em>public</em> in a package exported by the
176  *     {@linkplain ClassLoader#getUnnamedModule() unnamed module} of the specified
177  *     loader. The name of the package is unspecified.</li>
178  *
179  * <li>if at least one of all the proxy interfaces is <em>non-public</em>, then
180  *     the proxy class is <em>non-public</em> in the package and module of the
181  *     non-public interfaces. All the non-public interfaces must be in the same
182  *     package and module; otherwise, proxying them is
183  *     <a href="#restrictions">not possible</a>.</li>
184  * </ol>
185  * </li>
186  * <li>If at least one proxy interface is in a package that is
187  *     <em>non-exported</em> and <em>non-open</em>:
188  * <ol type="a">
189  * <li>if all the proxy interfaces are <em>public</em>, then the proxy class is
190  *     <em>public</em> in a <em>non-exported</em>, <em>non-open</em> package of
191  *     <a href="#dynamicmodule"><em>dynamic module</em>.</a>
192  *     The names of the package and the module are unspecified.</li>
193  *
194  * <li>if at least one of all the proxy interfaces is <em>non-public</em>, then
195  *     the proxy class is <em>non-public</em> in the package and module of the
196  *     non-public interfaces. All the non-public interfaces must be in the same
197  *     package and module; otherwise, proxying them is
198  *     <a href="#restrictions">not possible</a>.</li>
199  * </ol>
200  * </li>
201  * </ol>
202  *
203  * <p>
204  * Note that if proxy interfaces with a mix of accessibilities -- for example,
205  * an exported public interface and a non-exported non-public interface -- are
206  * proxied by the same instance, then the proxy class's accessibility is
207  * governed by the least accessible proxy interface.
208  * <p>
209  * Note that it is possible for arbitrary code to obtain access to a proxy class
210  * in an open package with {@link AccessibleObject#setAccessible setAccessible},
211  * whereas a proxy class in a non-open package is never accessible to
212  * code outside the module of the proxy class.
213  *
214  * <p>
215  * Throughout this specification, a "non-exported package" refers to a package
216  * that is not exported to all modules, and a "non-open package" refers to
217  * a package that is not open to all modules.  Specifically, these terms refer to
218  * a package that either is not exported/open by its containing module or is
219  * exported/open in a qualified fashion by its containing module.
220  *
221  * <h3><a id="dynamicmodule">Dynamic Modules</a></h3>
222  * <p>
223  * A dynamic module is a named module generated at runtime. A proxy class
224  * defined in a dynamic module is encapsulated and not accessible to any module.
225  * Calling {@link Constructor#newInstance(Object...)} on a proxy class in
226  * a dynamic module will throw {@code IllegalAccessException};
227  * {@code Proxy.newProxyInstance} method should be used instead.
228  *
229  * <p>
230  * A dynamic module can read the modules of all of the superinterfaces of a proxy
231  * class and the modules of the types referenced by all public method signatures
232  * of a proxy class.  If a superinterface or a referenced type, say {@code T},
233  * is in a non-exported package, the {@linkplain Module module} of {@code T} is
234  * updated to export the package of {@code T} to the dynamic module.
235  *
236  * <h3>Methods Duplicated in Multiple Proxy Interfaces</h3>
237  *
238  * <p>When two or more proxy interfaces contain a method with
239  * the same name and parameter signature, the order of the proxy class's
240  * interfaces becomes significant.  When such a <i>duplicate method</i>
241  * is invoked on a proxy instance, the {@code Method} object passed
242  * to the invocation handler will not necessarily be the one whose
243  * declaring class is assignable from the reference type of the interface
244  * that the proxy's method was invoked through.  This limitation exists
245  * because the corresponding method implementation in the generated proxy
246  * class cannot determine which interface it was invoked through.
247  * Therefore, when a duplicate method is invoked on a proxy instance,
248  * the {@code Method} object for the method in the foremost interface
249  * that contains the method (either directly or inherited through a
250  * superinterface) in the proxy class's list of interfaces is passed to
251  * the invocation handler's {@code invoke} method, regardless of the
252  * reference type through which the method invocation occurred.
253  *
254  * <p>If a proxy interface contains a method with the same name and
255  * parameter signature as the {@code hashCode}, {@code equals},
256  * or {@code toString} methods of {@code java.lang.Object},
257  * when such a method is invoked on a proxy instance, the
258  * {@code Method} object passed to the invocation handler will have
259  * {@code java.lang.Object} as its declaring class.  In other words,
260  * the public, non-final methods of {@code java.lang.Object}
261  * logically precede all of the proxy interfaces for the determination of
262  * which {@code Method} object to pass to the invocation handler.
263  *
264  * <p>Note also that when a duplicate method is dispatched to an
265  * invocation handler, the {@code invoke} method may only throw
266  * checked exception types that are assignable to one of the exception
267  * types in the {@code throws} clause of the method in <i>all</i> of
268  * the proxy interfaces that it can be invoked through.  If the
269  * {@code invoke} method throws a checked exception that is not
270  * assignable to any of the exception types declared by the method in one
271  * of the proxy interfaces that it can be invoked through, then an
272  * unchecked {@code UndeclaredThrowableException} will be thrown by
273  * the invocation on the proxy instance.  This restriction means that not
274  * all of the exception types returned by invoking
275  * {@code getExceptionTypes} on the {@code Method} object
276  * passed to the {@code invoke} method can necessarily be thrown
277  * successfully by the {@code invoke} method.
278  *
279  * @author      Peter Jones
280  * @see         InvocationHandler
281  * @since       1.3
282  * @revised 9
283  * @spec JPMS
284  */

285 public class Proxy implements java.io.Serializable {
286     private static final long serialVersionUID = -2222568056686623797L;
287
288     /** parameter types of a proxy class constructor */
289     private static final Class<?>[] constructorParams =
290         { InvocationHandler.class };
291
292     /**
293      * a cache of proxy constructors with
294      * {@link Constructor#setAccessible(boolean) accessible} flag already set
295      */

296     private static final ClassLoaderValue<Constructor<?>> proxyCache =
297         new ClassLoaderValue<>();
298
299     /**
300      * the invocation handler for this proxy instance.
301      * @serial
302      */

303     protected InvocationHandler h;
304
305     /**
306      * Prohibits instantiation.
307      */

308     private Proxy() {
309     }
310
311     /**
312      * Constructs a new {@code Proxy} instance from a subclass
313      * (typically, a dynamic proxy class) with the specified value
314      * for its invocation handler.
315      *
316      * @param  h the invocation handler for this proxy instance
317      *
318      * @throws NullPointerException if the given invocation handler, {@code h},
319      *         is {@code null}.
320      */

321     protected Proxy(InvocationHandler h) {
322         Objects.requireNonNull(h);
323         this.h = h;
324     }
325
326     /**
327      * Returns the {@code java.lang.Class} object for a proxy class
328      * given a class loader and an array of interfaces.  The proxy class
329      * will be defined by the specified class loader and will implement
330      * all of the supplied interfaces.  If any of the given interfaces
331      * is non-public, the proxy class will be non-public. If a proxy class
332      * for the same permutation of interfaces has already been defined by the
333      * class loader, then the existing proxy class will be returned; otherwise,
334      * a proxy class for those interfaces will be generated dynamically
335      * and defined by the class loader.
336      *
337      * @param   loader the class loader to define the proxy class
338      * @param   interfaces the list of interfaces for the proxy class
339      *          to implement
340      * @return  a proxy class that is defined in the specified class loader
341      *          and that implements the specified interfaces
342      * @throws  IllegalArgumentException if any of the <a href="#restrictions">
343      *          restrictions</a> on the parameters are violated
344      * @throws  SecurityException if a security manager, <em>s</em>, is present
345      *          and any of the following conditions is met:
346      *          <ul>
347      *             <li> the given {@code loader} is {@code null} and
348      *             the caller's class loader is not {@code null} and the
349      *             invocation of {@link SecurityManager#checkPermission
350      *             s.checkPermission} with
351      *             {@code RuntimePermission("getClassLoader")} permission
352      *             denies access.</li>
353      *             <li> for each proxy interface, {@code intf},
354      *             the caller's class loader is not the same as or an
355      *             ancestor of the class loader for {@code intf} and
356      *             invocation of {@link SecurityManager#checkPackageAccess
357      *             s.checkPackageAccess()} denies access to {@code intf}.</li>
358      *          </ul>
359      * @throws  NullPointerException if the {@code interfaces} array
360      *          argument or any of its elements are {@code null}
361      *
362      * @deprecated Proxy classes generated in a named module are encapsulated
363      *      and not accessible to code outside its module.
364      *      {@link Constructor#newInstance(Object...) Constructor.newInstance}
365      *      will throw {@code IllegalAccessException} when it is called on
366      *      an inaccessible proxy class.
367      *      Use {@link #newProxyInstance(ClassLoader, Class[], InvocationHandler)}
368      *      to create a proxy instance instead.
369      *
370      * @see <a href="#membership">Package and Module Membership of Proxy Class</a>
371      * @revised 9
372      * @spec JPMS
373      */

374     @Deprecated
375     @CallerSensitive
376     public static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader,
377                                          Class<?>... interfaces)
378         throws IllegalArgumentException
379     {
380         Class<?> caller = System.getSecurityManager() == null
381                               ? null
382                               : Reflection.getCallerClass();
383
384         return getProxyConstructor(caller, loader, interfaces)
385             .getDeclaringClass();
386     }
387
388     /**
389      * Returns the {@code Constructor} object of a proxy class that takes a
390      * single argument of type {@link InvocationHandler}, given a class loader
391      * and an array of interfaces. The returned constructor will have the
392      * {@link Constructor#setAccessible(boolean) accessible} flag already set.
393      *
394      * @param   caller passed from a public-facing @CallerSensitive method if
395      *                 SecurityManager is set or {@code nullif there's no
396      *                 SecurityManager
397      * @param   loader the class loader to define the proxy class
398      * @param   interfaces the list of interfaces for the proxy class
399      *          to implement
400      * @return  a Constructor of the proxy class taking single
401      *          {@code InvocationHandler} parameter
402      */

403     private static Constructor<?> getProxyConstructor(Class<?> caller,
404                                                       ClassLoader loader,
405                                                       Class<?>... interfaces)
406     {
407         // optimization for single interface
408         if (interfaces.length == 1) {
409             Class<?> intf = interfaces[0];
410             if (caller != null) {
411                 checkProxyAccess(caller, loader, intf);
412             }
413             return proxyCache.sub(intf).computeIfAbsent(
414                 loader,
415                 (ld, clv) -> new ProxyBuilder(ld, clv.key()).build()
416             );
417         } else {
418             // interfaces cloned
419             final Class<?>[] intfsArray = interfaces.clone();
420             if (caller != null) {
421                 checkProxyAccess(caller, loader, intfsArray);
422             }
423             final List<Class<?>> intfs = Arrays.asList(intfsArray);
424             return proxyCache.sub(intfs).computeIfAbsent(
425                 loader,
426                 (ld, clv) -> new ProxyBuilder(ld, clv.key()).build()
427             );
428         }
429     }
430
431     /*
432      * Check permissions required to create a Proxy class.
433      *
434      * To define a proxy class, it performs the access checks as in
435      * Class.forName (VM will invoke ClassLoader.checkPackageAccess):
436      * 1. "getClassLoader" permission check if loader == null
437      * 2. checkPackageAccess on the interfaces it implements
438      *
439      * To get a constructor and new instance of a proxy class, it performs
440      * the package access check on the interfaces it implements
441      * as in Class.getConstructor.
442      *
443      * If an interface is non-public, the proxy class must be defined by
444      * the defining loader of the interface.  If the caller's class loader
445      * is not the same as the defining loader of the interface, the VM
446      * will throw IllegalAccessError when the generated proxy class is
447      * being defined.
448      */

449     private static void checkProxyAccess(Class<?> caller,
450                                          ClassLoader loader,
451                                          Class<?> ... interfaces)
452     {
453         SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
454         if (sm != null) {
455             ClassLoader ccl = caller.getClassLoader();
456             if (loader == null && ccl != null) {
457                 sm.checkPermission(SecurityConstants.GET_CLASSLOADER_PERMISSION);
458             }
459             ReflectUtil.checkProxyPackageAccess(ccl, interfaces);
460         }
461     }
462
463     /**
464      * Builder for a proxy class.
465      *
466      * If the module is not specified in this ProxyBuilder constructor,
467      * it will map from the given loader and interfaces to the module
468      * in which the proxy class will be defined.
469      */

470     private static final class ProxyBuilder {
471         private static final Unsafe UNSAFE = Unsafe.getUnsafe();
472
473         // prefix for all proxy class names
474         private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";
475
476         // next number to use for generation of unique proxy class names
477         private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();
478
479         // a reverse cache of defined proxy classes
480         private static final ClassLoaderValue<Boolean> reverseProxyCache =
481             new ClassLoaderValue<>();
482
483         private static Class<?> defineProxyClass(Module m, List<Class<?>> interfaces) {
484             String proxyPkg = null;     // package to define proxy class in
485             int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;
486
487             /*
488              * Record the package of a non-public proxy interface so that the
489              * proxy class will be defined in the same package.  Verify that
490              * all non-public proxy interfaces are in the same package.
491              */

492             for (Class<?> intf : interfaces) {
493                 int flags = intf.getModifiers();
494                 if (!Modifier.isPublic(flags)) {
495                     accessFlags = Modifier.FINAL;  // non-publicfinal
496                     String pkg = intf.getPackageName();
497                     if (proxyPkg == null) {
498                         proxyPkg = pkg;
499                     } else if (!pkg.equals(proxyPkg)) {
500                         throw new IllegalArgumentException(
501                                 "non-public interfaces from different packages");
502                     }
503                 }
504             }
505
506             if (proxyPkg == null) {
507                 // all proxy interfaces are public
508                 proxyPkg = m.isNamed() ? PROXY_PACKAGE_PREFIX + "." + m.getName()
509                                        : PROXY_PACKAGE_PREFIX;
510             } else if (proxyPkg.isEmpty() && m.isNamed()) {
511                 throw new IllegalArgumentException(
512                         "Unnamed package cannot be added to " + m);
513             }
514
515             if (m.isNamed()) {
516                 if (!m.getDescriptor().packages().contains(proxyPkg)) {
517                     throw new InternalError(proxyPkg + " not exist in " + m.getName());
518                 }
519             }
520
521             /*
522              * Choose a name for the proxy class to generate.
523              */

524             long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
525             String proxyName = proxyPkg.isEmpty()
526                                     ? proxyClassNamePrefix + num
527                                     : proxyPkg + "." + proxyClassNamePrefix + num;
528
529             ClassLoader loader = getLoader(m);
530             trace(proxyName, m, loader, interfaces);
531
532             /*
533              * Generate the specified proxy class.
534              */

535             byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
536                     proxyName, interfaces.toArray(EMPTY_CLASS_ARRAY), accessFlags);
537             try {
538                 Class<?> pc = UNSAFE.defineClass(proxyName, proxyClassFile,
539                                                  0, proxyClassFile.length,
540                                                  loader, null);
541                 reverseProxyCache.sub(pc).putIfAbsent(loader, Boolean.TRUE);
542                 return pc;
543             } catch (ClassFormatError e) {
544                 /*
545                  * A ClassFormatError here means that (barring bugs in the
546                  * proxy class generation code) there was some other
547                  * invalid aspect of the arguments supplied to the proxy
548                  * class creation (such as virtual machine limitations
549                  * exceeded).
550                  */

551                 throw new IllegalArgumentException(e.toString());
552             }
553         }
554
555         /**
556          * Test if given class is a class defined by
557          * {@link #defineProxyClass(Module, List)}
558          */

559         static boolean isProxyClass(Class<?> c) {
560             return Objects.equals(reverseProxyCache.sub(c).get(c.getClassLoader()),
561                                   Boolean.TRUE);
562         }
563
564         private static boolean isExportedType(Class<?> c) {
565             String pn = c.getPackageName();
566             return Modifier.isPublic(c.getModifiers()) && c.getModule().isExported(pn);
567         }
568
569         private static boolean isPackagePrivateType(Class<?> c) {
570             return !Modifier.isPublic(c.getModifiers());
571         }
572
573         private static String toDetails(Class<?> c) {
574             String access = "unknown";
575             if (isExportedType(c)) {
576                 access = "exported";
577             } else if (isPackagePrivateType(c)) {
578                 access = "package-private";
579             } else {
580                 access = "module-private";
581             }
582             ClassLoader ld = c.getClassLoader();
583             return String.format("   %s/%s %s loader %s",
584                     c.getModule().getName(), c.getName(), access, ld);
585         }
586
587         static void trace(String cn,
588                           Module module,
589                           ClassLoader loader,
590                           List<Class<?>> interfaces) {
591             if (isDebug()) {
592                 System.err.format("PROXY: %s/%s defined by %s%n",
593                                   module.getName(), cn, loader);
594             }
595             if (isDebug("debug")) {
596                 interfaces.forEach(c -> System.out.println(toDetails(c)));
597             }
598         }
599
600         private static final String DEBUG =
601             GetPropertyAction.privilegedGetProperty("jdk.proxy.debug""");
602
603         private static boolean isDebug() {
604             return !DEBUG.isEmpty();
605         }
606         private static boolean isDebug(String flag) {
607             return DEBUG.equals(flag);
608         }
609
610         // ProxyBuilder instance members start here....
611
612         private final List<Class<?>> interfaces;
613         private final Module module;
614         ProxyBuilder(ClassLoader loader, List<Class<?>> interfaces) {
615             if (!VM.isModuleSystemInited()) {
616                 throw new InternalError("Proxy is not supported until "
617                         + "module system is fully initialized");
618             }
619             if (interfaces.size() > 65535) {
620                 throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded: "
621                         + interfaces.size());
622             }
623
624             Set<Class<?>> refTypes = referencedTypes(loader, interfaces);
625
626             // IAE if violates any restrictions specified in newProxyInstance
627             validateProxyInterfaces(loader, interfaces, refTypes);
628
629             this.interfaces = interfaces;
630             this.module = mapToModule(loader, interfaces, refTypes);
631             assert getLoader(module) == loader;
632         }
633
634         ProxyBuilder(ClassLoader loader, Class<?> intf) {
635             this(loader, Collections.singletonList(intf));
636         }
637
638         /**
639          * Generate a proxy class and return its proxy Constructor with
640          * accessible flag already set. If the target module does not have access
641          * to any interface types, IllegalAccessError will be thrown by the VM
642          * at defineClass time.
643          *
644          * Must call the checkProxyAccess method to perform permission checks
645          * before calling this.
646          */

647         Constructor<?> build() {
648             Class<?> proxyClass = defineProxyClass(module, interfaces);
649             final Constructor<?> cons;
650             try {
651                 cons = proxyClass.getConstructor(constructorParams);
652             } catch (NoSuchMethodException e) {
653                 throw new InternalError(e.toString(), e);
654             }
655             AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
656                 public Void run() {
657                     cons.setAccessible(true);
658                     return null;
659                 }
660             });
661             return cons;
662         }
663
664         /**
665          * Validate the given proxy interfaces and the given referenced types
666          * are visible to the defining loader.
667          *
668          * @throws IllegalArgumentException if it violates the restrictions
669          *         specified in {@link Proxy#newProxyInstance}
670          */

671         private static void validateProxyInterfaces(ClassLoader loader,
672                                                     List<Class<?>> interfaces,
673                                                     Set<Class<?>> refTypes)
674         {
675             Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.size());
676             for (Class<?> intf : interfaces) {
677                 /*
678                  * Verify that the class loader resolves the name of this
679                  * interface to the same Class object.
680                  */

681                 ensureVisible(loader, intf);
682
683                 /*
684                  * Verify that the Class object actually represents an
685                  * interface.
686                  */

687                 if (!intf.isInterface()) {
688                     throw new IllegalArgumentException(intf.getName() + " is not an interface");
689                 }
690
691                 /*
692                  * Verify that this interface is not a duplicate.
693                  */

694                 if (interfaceSet.put(intf, Boolean.TRUE) != null) {
695                     throw new IllegalArgumentException("repeated interface: " + intf.getName());
696                 }
697             }
698
699             for (Class<?> type : refTypes) {
700                 ensureVisible(loader, type);
701             }
702         }
703
704         /*
705          * Returns all types referenced by all public non-static method signatures of
706          * the proxy interfaces
707          */

708         private static Set<Class<?>> referencedTypes(ClassLoader loader,
709                                                      List<Class<?>> interfaces) {
710             var types = new HashSet<Class<?>>();
711             for (var intf : interfaces) {
712                 for (Method m : intf.getMethods()) {
713                     if (!Modifier.isStatic(m.getModifiers())) {
714                         addElementType(types, m.getReturnType());
715                         addElementTypes(types, m.getSharedParameterTypes());
716                         addElementTypes(types, m.getSharedExceptionTypes());
717                     }
718                 }
719             }
720             return types;
721         }
722
723         private static void addElementTypes(HashSet<Class<?>> types,
724                                             Class<?> ... classes) {
725             for (var cls : classes) {
726                 addElementType(types, cls);
727             }
728         }
729
730         private static void addElementType(HashSet<Class<?>> types,
731                                            Class<?> cls) {
732             var type = getElementType(cls);
733             if (!type.isPrimitive()) {
734                 types.add(type);
735             }
736         }
737
738         /**
739          * Returns the module that the generated proxy class belongs to.
740          *
741          * If all proxy interfaces are public and in exported packages,
742          * then the proxy class is in unnamed module.
743          *
744          * If any of proxy interface is package-private, then the proxy class
745          * is in the same module of the package-private interface.
746          *
747          * If all proxy interfaces are public and at least one in a non-exported
748          * package, then the proxy class is in a dynamic module in a
749          * non-exported package.  Reads edge and qualified exports are added
750          * for dynamic module to access.
751          */

752         private static Module mapToModule(ClassLoader loader,
753                                           List<Class<?>> interfaces,
754                                           Set<Class<?>> refTypes) {
755             Map<Class<?>, Module> modulePrivateTypes = new HashMap<>();
756             Map<Class<?>, Module> packagePrivateTypes = new HashMap<>();
757             for (Class<?> intf : interfaces) {
758                 Module m = intf.getModule();
759                 if (Modifier.isPublic(intf.getModifiers())) {
760                     // module-private types
761                     if (!m.isExported(intf.getPackageName())) {
762                         modulePrivateTypes.put(intf, m);
763                     }
764                 } else {
765                     packagePrivateTypes.put(intf, m);
766                 }
767             }
768
769             // all proxy interfaces are public and exported, the proxy class
770             // is in unnamed module.  Such proxy class is accessible to
771             // any unnamed module and named module that can read unnamed module
772             if (packagePrivateTypes.isEmpty() && modulePrivateTypes.isEmpty()) {
773                 return loader != null ? loader.getUnnamedModule()
774                                       : BootLoader.getUnnamedModule();
775             }
776
777             if (packagePrivateTypes.size() > 0) {
778                 // all package-private types must be in the same runtime package
779                 // i.e. same package name and same module (named or unnamed)
780                 //
781                 // Configuration will fail if M1 and in M2 defined by the same loader
782                 // and both have the same package p (so no need to check class loader)
783                 if (packagePrivateTypes.size() > 1 &&
784                         (packagePrivateTypes.keySet().stream()  // more than one package
785                                  .map(Class::getPackageName).distinct().count() > 1 ||
786                          packagePrivateTypes.values().stream()  // or more than one module
787                                  .distinct().count() > 1)) {
788                     throw new IllegalArgumentException(
789                             "non-public interfaces from different packages");
790                 }
791
792                 // all package-private types are in the same module (named or unnamed)
793                 Module target = null;
794                 for (Module m : packagePrivateTypes.values()) {
795                     if (getLoader(m) != loader) {
796                         // the specified loader is not the same class loader
797                         // of the non-public interface
798                         throw new IllegalArgumentException(
799                                 "non-public interface is not defined by the given loader");
800                     }
801                     target = m;
802                 }
803
804                 // validate if the target module can access all other interfaces
805                 for (Class<?> intf : interfaces) {
806                     Module m = intf.getModule();
807                     if (m == target) continue;
808
809                     if (!target.canRead(m) || !m.isExported(intf.getPackageName(), target)) {
810                         throw new IllegalArgumentException(target + " can't access " + intf.getName());
811                     }
812                 }
813
814                 // return the module of the package-private interface
815                 return target;
816             }
817
818             // All proxy interfaces are public and at least one in a non-exported
819             // package.  So maps to a dynamic proxy module and add reads edge
820             // and qualified exports, if necessary
821             Module target = getDynamicModule(loader);
822
823             // set up proxy class access to proxy interfaces and types
824             // referenced in the method signature
825             Set<Class<?>> types = new HashSet<>(interfaces);
826             types.addAll(refTypes);
827             for (Class<?> c : types) {
828                 ensureAccess(target, c);
829             }
830             return target;
831         }
832
833         /*
834          * Ensure the given module can access the given class.
835          */

836         private static void ensureAccess(Module target, Class<?> c) {
837             Module m = c.getModule();
838             // add read edge and qualified export for the target module to access
839             if (!target.canRead(m)) {
840                 Modules.addReads(target, m);
841             }
842             String pn = c.getPackageName();
843             if (!m.isExported(pn, target)) {
844                 Modules.addExports(m, pn, target);
845             }
846         }
847
848         /*
849          * Ensure the given class is visible to the class loader.
850          */

851         private static void ensureVisible(ClassLoader ld, Class<?> c) {
852             Class<?> type = null;
853             try {
854                 type = Class.forName(c.getName(), false, ld);
855             } catch (ClassNotFoundException e) {
856             }
857             if (type != c) {
858                 throw new IllegalArgumentException(c.getName() +
859                         " referenced from a method is not visible from class loader");
860             }
861         }
862
863         private static Class<?> getElementType(Class<?> type) {
864             Class<?> e = type;
865             while (e.isArray()) {
866                 e = e.getComponentType();
867             }
868             return e;
869         }
870
871         private static final ClassLoaderValue<Module> dynProxyModules =
872             new ClassLoaderValue<>();
873         private static final AtomicInteger counter = new AtomicInteger();
874
875         /*
876          * Define a dynamic module for the generated proxy classes in
877          * a non-exported package named com.sun.proxy.$MODULE.
878          *
879          * Each class loader will have one dynamic module.
880          */

881         private static Module getDynamicModule(ClassLoader loader) {
882             return dynProxyModules.computeIfAbsent(loader, (ld, clv) -> {
883                 // create a dynamic module and setup module access
884                 String mn = "jdk.proxy" + counter.incrementAndGet();
885                 String pn = PROXY_PACKAGE_PREFIX + "." + mn;
886                 ModuleDescriptor descriptor =
887                     ModuleDescriptor.newModule(mn, Set.of(SYNTHETIC))
888                                     .packages(Set.of(pn))
889                                     .build();
890                 Module m = Modules.defineModule(ld, descriptor, null);
891                 Modules.addReads(m, Proxy.class.getModule());
892                 // java.base to create proxy instance
893                 Modules.addExports(m, pn, Object.class.getModule());
894                 return m;
895             });
896         }
897     }
898
899     /**
900      * Returns a proxy instance for the specified interfaces
901      * that dispatches method invocations to the specified invocation
902      * handler.
903      * <p>
904      * <a id="restrictions">{@code IllegalArgumentException} will be thrown
905      * if any of the following restrictions is violated:</a>
906      * <ul>
907      * <li>All of {@code Class} objects in the given {@code interfaces} array
908      * must represent interfaces, not classes or primitive types.
909      *
910      * <li>No two elements in the {@code interfaces} array may
911      * refer to identical {@code Class} objects.
912      *
913      * <li>All of the interface types must be visible by name through the
914      * specified class loader. In other words, for class loader
915      * {@code cl} and every interface {@code i}, the following
916      * expression must be true:<p>
917      * {@code Class.forName(i.getName(), false, cl) == i}
918      *
919      * <li>All of the types referenced by all
920      * public method signatures of the specified interfaces
921      * and those inherited by their superinterfaces
922      * must be visible by name through the specified class loader.
923      *
924      * <li>All non-public interfaces must be in the same package
925      * and module, defined by the specified class loader and
926      * the module of the non-public interfaces can access all of
927      * the interface types; otherwise, it would not be possible for
928      * the proxy class to implement all of the interfaces,
929      * regardless of what package it is defined in.
930      *
931      * <li>For any set of member methods of the specified interfaces
932      * that have the same signature:
933      * <ul>
934      * <li>If the return type of any of the methods is a primitive
935      * type or void, then all of the methods must have that same
936      * return type.
937      * <li>Otherwise, one of the methods must have a return type that
938      * is assignable to all of the return types of the rest of the
939      * methods.
940      * </ul>
941      *
942      * <li>The resulting proxy class must not exceed any limits imposed
943      * on classes by the virtual machine.  For example, the VM may limit
944      * the number of interfaces that a class may implement to 65535; in
945      * that case, the size of the {@code interfaces} array must not
946      * exceed 65535.
947      * </ul>
948      *
949      * <p>Note that the order of the specified proxy interfaces is
950      * significant: two requests for a proxy class with the same combination
951      * of interfaces but in a different order will result in two distinct
952      * proxy classes.
953      *
954      * @param   loader the class loader to define the proxy class
955      * @param   interfaces the list of interfaces for the proxy class
956      *          to implement
957      * @param   h the invocation handler to dispatch method invocations to
958      * @return  a proxy instance with the specified invocation handler of a
959      *          proxy class that is defined by the specified class loader
960      *          and that implements the specified interfaces
961      * @throws  IllegalArgumentException if any of the <a href="#restrictions">
962      *          restrictions</a> on the parameters are violated
963      * @throws  SecurityException if a security manager, <em>s</em>, is present
964      *          and any of the following conditions is met:
965      *          <ul>
966      *          <li> the given {@code loader} is {@code null} and
967      *               the caller's class loader is not {@code null} and the
968      *               invocation of {@link SecurityManager#checkPermission
969      *               s.checkPermission} with
970      *               {@code RuntimePermission("getClassLoader")} permission
971      *               denies access;</li>
972      *          <li> for each proxy interface, {@code intf},
973      *               the caller's class loader is not the same as or an
974      *               ancestor of the class loader for {@code intf} and
975      *               invocation of {@link SecurityManager#checkPackageAccess
976      *               s.checkPackageAccess()} denies access to {@code intf};</li>
977      *          <li> any of the given proxy interfaces is non-public and the
978      *               caller class is not in the same {@linkplain Package runtime package}
979      *               as the non-public interface and the invocation of
980      *               {@link SecurityManager#checkPermission s.checkPermission} with
981      *               {@code ReflectPermission("newProxyInPackage.{package name}")}
982      *               permission denies access.</li>
983      *          </ul>
984      * @throws  NullPointerException if the {@code interfaces} array
985      *          argument or any of its elements are {@code null}, or
986      *          if the invocation handler, {@code h}, is
987      *          {@code null}
988      *
989      * @see <a href="#membership">Package and Module Membership of Proxy Class</a>
990      * @revised 9
991      * @spec JPMS
992      */

993     @CallerSensitive
994     public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
995                                           Class<?>[] interfaces,
996                                           InvocationHandler h) {
997         Objects.requireNonNull(h);
998
999         final Class<?> caller = System.getSecurityManager() == null
1000                                     ? null
1001                                     : Reflection.getCallerClass();
1002
1003         /*
1004          * Look up or generate the designated proxy class and its constructor.
1005          */

1006         Constructor<?> cons = getProxyConstructor(caller, loader, interfaces);
1007
1008         return newProxyInstance(caller, cons, h);
1009     }
1010
1011     private static Object newProxyInstance(Class<?> caller, // null if no SecurityManager
1012                                            Constructor<?> cons,
1013                                            InvocationHandler h) {
1014         /*
1015          * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
1016          */

1017         try {
1018             if (caller != null) {
1019                 checkNewProxyPermission(caller, cons.getDeclaringClass());
1020             }
1021
1022             return cons.newInstance(new Object[]{h});
1023         } catch (IllegalAccessException | InstantiationException e) {
1024             throw new InternalError(e.toString(), e);
1025         } catch (InvocationTargetException e) {
1026             Throwable t = e.getCause();
1027             if (t instanceof RuntimeException) {
1028                 throw (RuntimeException) t;
1029             } else {
1030                 throw new InternalError(t.toString(), t);
1031             }
1032         }
1033     }
1034
1035     private static void checkNewProxyPermission(Class<?> caller, Class<?> proxyClass) {
1036         SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
1037         if (sm != null) {
1038             if (ReflectUtil.isNonPublicProxyClass(proxyClass)) {
1039                 ClassLoader ccl = caller.getClassLoader();
1040                 ClassLoader pcl = proxyClass.getClassLoader();
1041
1042                 // do permission check if the caller is in a different runtime package
1043                 // of the proxy class
1044                 String pkg = proxyClass.getPackageName();
1045                 String callerPkg = caller.getPackageName();
1046
1047                 if (pcl != ccl || !pkg.equals(callerPkg)) {
1048                     sm.checkPermission(new ReflectPermission("newProxyInPackage." + pkg));
1049                 }
1050             }
1051         }
1052     }
1053
1054     /**
1055      * Returns the class loader for the given module.
1056      */

1057     private static ClassLoader getLoader(Module m) {
1058         PrivilegedAction<ClassLoader> pa = m::getClassLoader;
1059         return AccessController.doPrivileged(pa);
1060     }
1061
1062     /**
1063      * Returns true if the given class is a proxy class.
1064      *
1065      * @implNote The reliability of this method is important for the ability
1066      * to use it to make security decisions, so its implementation should
1067      * not just test if the class in question extends {@code Proxy}.
1068      *
1069      * @param   cl the class to test
1070      * @return  {@code trueif the class is a proxy class and
1071      *          {@code false} otherwise
1072      * @throws  NullPointerException if {@code cl} is {@code null}
1073      *
1074      * @revised 9
1075      * @spec JPMS
1076      */

1077     public static boolean isProxyClass(Class<?> cl) {
1078         return Proxy.class.isAssignableFrom(cl) && ProxyBuilder.isProxyClass(cl);
1079     }
1080
1081     /**
1082      * Returns the invocation handler for the specified proxy instance.
1083      *
1084      * @param   proxy the proxy instance to return the invocation handler for
1085      * @return  the invocation handler for the proxy instance
1086      * @throws  IllegalArgumentException if the argument is not a
1087      *          proxy instance
1088      * @throws  SecurityException if a security manager, <em>s</em>, is present
1089      *          and the caller's class loader is not the same as or an
1090      *          ancestor of the class loader for the invocation handler
1091      *          and invocation of {@link SecurityManager#checkPackageAccess
1092      *          s.checkPackageAccess()} denies access to the invocation
1093      *          handler's class.
1094      */

1095     @CallerSensitive
1096     public static InvocationHandler getInvocationHandler(Object proxy)
1097         throws IllegalArgumentException
1098     {
1099         /*
1100          * Verify that the object is actually a proxy instance.
1101          */

1102         if (!isProxyClass(proxy.getClass())) {
1103             throw new IllegalArgumentException("not a proxy instance");
1104         }
1105
1106         final Proxy p = (Proxy) proxy;
1107         final InvocationHandler ih = p.h;
1108         if (System.getSecurityManager() != null) {
1109             Class<?> ihClass = ih.getClass();
1110             Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
1111             if (ReflectUtil.needsPackageAccessCheck(caller.getClassLoader(),
1112                                                     ihClass.getClassLoader()))
1113             {
1114                 ReflectUtil.checkPackageAccess(ihClass);
1115             }
1116         }
1117
1118         return ih;
1119     }
1120
1121     private static final Class<?>[] EMPTY_CLASS_ARRAY = new Class<?>[0];
1122     private static final String PROXY_PACKAGE_PREFIX = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE;
1123 }
1124