Java 8で利用可能なデフォルトのメソッド実装を使用して、JavaでのC＃拡張メソッドの実装をシミュレートできます。まず、base（）メソッドを介してサポートオブジェクトにアクセスできるようにするインターフェイスを定義します。
public interface Extension<T> {
default T base() {
return null;
}
}
インターフェイスは状態を持つことができないためnullを返しますが、これは後でプロキシを介して修正する必要があります。
拡張機能の開発者は、拡張機能メソッドを含む新しいインターフェースによってこのインターフェースを拡張する必要があります。ListインターフェースにforEachコンシューマを追加するとします。
public interface ListExtension<T> extends Extension<List<T>> {
default void foreach(Consumer<T> consumer) {
for (T item : base()) {
consumer.accept(item);
}
}
}
Extensionインターフェースを拡張するため、拡張メソッド内でbase（）メソッドを呼び出して、アタッチするサポートオブジェクトにアクセスできます。
Extensionインターフェイスには、指定されたサポートオブジェクトの拡張を作成するファクトリメソッドが必要です。
public interface Extension<T> {
...
static <E extends Extension<T>, T> E create(Class<E> type, T instance) {
if (type.isInterface()) {
ExtensionHandler<T> handler = new ExtensionHandler<T>(instance);
List<Class<?>> interfaces = new ArrayList<Class<?>>();
interfaces.add(type);
Class<?> baseType = type.getSuperclass();
while (baseType != null && baseType.isInterface()) {
interfaces.add(baseType);
baseType = baseType.getSuperclass();
}
Object proxy = Proxy.newProxyInstance(
Extension.class.getClassLoader(),
interfaces.toArray(new Class<?>[interfaces.size()]),
handler);
return type.cast(proxy);
} else {
return null;
}
}
}
拡張インターフェースと、サポートオブジェクトのタイプによって実装されるすべてのインターフェースを実装するプロキシを作成します。プロキシに指定された呼び出しハンドラは、サポートオブジェクトを返す必要がある「base」メソッドを除いて、サポートオブジェクトへのすべての呼び出しをディスパッチします。それ以外の場合、デフォルトの実装はnullを返します。
public class ExtensionHandler<T> implements InvocationHandler {
private T instance;
private ExtensionHandler(T instance) {
this.instance = instance;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
if ("base".equals(method.getName())
&& method.getParameterCount() == 0) {
return instance;
} else {
Class<?> type = method.getDeclaringClass();
MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup()
.in(type);
Field allowedModesField = lookup.getClass().getDeclaredField("allowedModes");
makeFieldModifiable(allowedModesField);
allowedModesField.set(lookup, -1);
return lookup
.unreflectSpecial(method, type)
.bindTo(proxy)
.invokeWithArguments(args);
}
}
private static void makeFieldModifiable(Field field) throws Exception {
field.setAccessible(true);
Field modifiersField = Field.class.getDeclaredField("modifiers");
modifiersField.setAccessible(true);
modifiersField
.setInt(field, field.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
}
}
次に、Extension.create（）メソッドを使用して、拡張メソッドを含むインターフェースをサポートオブジェクトにアタッチできます。結果は、base（）メソッドを呼び出してサポートオブジェクトにアクセスできる拡張インターフェイスにキャストできるオブジェクトです。参照が拡張インターフェイスにキャストされると、サポートオブジェクトにアクセスできる拡張メソッドを安全に呼び出すことができるようになるため、新しいメソッドを既存のオブジェクトにアタッチできますが、その定義タイプにはアタッチできません。
public class Program {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
ListExtension<String> listExtension = Extension.create(ListExtension.class, list);
listExtension.foreach(System.out::println);
}
}
したがって、これは、新しいコントラクトをオブジェクトに追加してJavaでオブジェクトを拡張する機能をシミュレートできる方法であり、これにより、指定されたオブジェクトで追加のメソッドを呼び出すことができます。
以下に、拡張インターフェースのコードを示します。
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public interface Extension<T> {
public class ExtensionHandler<T> implements InvocationHandler {
private T instance;
private ExtensionHandler(T instance) {
this.instance = instance;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
if ("base".equals(method.getName())
&& method.getParameterCount() == 0) {
return instance;
} else {
Class<?> type = method.getDeclaringClass();
MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup()
.in(type);
Field allowedModesField = lookup.getClass().getDeclaredField("allowedModes");
makeFieldModifiable(allowedModesField);
allowedModesField.set(lookup, -1);
return lookup
.unreflectSpecial(method, type)
.bindTo(proxy)
.invokeWithArguments(args);
}
}
private static void makeFieldModifiable(Field field) throws Exception {
field.setAccessible(true);
Field modifiersField = Field.class.getDeclaredField("modifiers");
modifiersField.setAccessible(true);
modifiersField.setInt(field, field.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
}
}
default T base() {
return null;
}
static <E extends Extension<T>, T> E create(Class<E> type, T instance) {
if (type.isInterface()) {
ExtensionHandler<T> handler = new ExtensionHandler<T>(instance);
List<Class<?>> interfaces = new ArrayList<Class<?>>();
interfaces.add(type);
Class<?> baseType = type.getSuperclass();
while (baseType != null && baseType.isInterface()) {
interfaces.add(baseType);
baseType = baseType.getSuperclass();
}
Object proxy = Proxy.newProxyInstance(
Extension.class.getClassLoader(),
interfaces.toArray(new Class<?>[interfaces.size()]),
handler);
return type.cast(proxy);
} else {
return null;
}
}
}