反射是 Java 的一个高级技巧，大量地用在各种开源项目上。比如，Spring、Tomcat、Jetty 等等项目中，都大量地用到了反射。
作为 Java 程序员，我们如果用好反射，不但能提高自己的技术水平，还能开发出更好的项目。
然而，虽然很多人听说过反射，但却不知道应该用在哪里。
那么，我们就从实际工作出发，使用反射，把对象转换成 MongoDb 的数据结构。当你在搞懂这个例子后，就能明白反射是怎么个用法。
需求分析
在电商系统中，一些数据要保存到 MongoDb 中，以此来提高查询的性能。但在此之前，我们必须把数据先转换成 MongoDb 的结构，也就是把 Java 对象转换成 Document。
比如，订单信息要存到 MongoDb 中，就得把订单对象转换成 Document。
可这样一来，每个实体类都得开发一个 2Doc() 方法。这个方法毫无技术含量，就是把各种字段 put 到 Document 里面。而且一旦字段多了，一不留神就会写错代码，你感受一下。
public class Order {
private Long id;
private Long userId;
private String orderNo;
private BigDecimal amount;
private String createTime;
private String updateTime;
// 省略无数字段
// 转换方法：订单转doc
public Document order2Doc(Order order) {
Document doc = new Document();
doc.put("id", order.getId());
doc.put("userId", order.getUserId());
doc.put("orderNo", order.getOrderNo());
doc.put("amount", order.getAmount());
doc.put("createTime", order.getCreateTime());
doc.put("updateTime", order.getUpdateTime());
// 省略无数put...
return doc;
}
}
除此之外，我们还得从 MongoDb 中取数据，把 Document 转换回 Java 对象，你再感受一下。
public class Order {
private Long id;
private Long userId;
private String orderNo;
private BigDecimal amount;
private String createTime;
private String updateTime;
// 省略无数字段
// 转换方法：doc转订单
public Order doc2Order(Document doc) {
Order order = new Order();
order.setId((Long) doc.get("id"));
order.setUserId((Long) doc.get("userId"));
order.setOrderNo((String) doc.get("orderNo"));
order.setAmount((BigDecimal) doc.get("amount"));
order.setCreateTime((String) doc.get("createTime"));
order.setUpdateTime((String) doc.get("updateTime"));
// 省略无数set...
return order;
}
}
光是一个订单类都这么麻烦了，何况这样的类不止一个，而且项目总有新需求，如果一个字段改了，那你麻烦大了，说不定要把整个项目翻一遍。
因此，为了少出错，必须优化这两个转换方法，而这次优化用到了 Java 的两个高级特性：反射、泛型。为了让大家更直观的了解，我将分成两个版本迭代。
第一版，利用反射，简化实体类的转换方法；
第二版，利用泛型、反射，提取 MongoDb 工具类；
接下来，我们就一步步迭代吧~
利用反射，简化实体类的转换方法
在第一版的迭代中，我们要简化实体类的两个转换方法。
我们先从 Java 对象转 Document 开始，还是以 Order 类为例。
首先，我们通过反射，获取到订单类的所有字段信息；然后，使用循环遍历这些字段；最后，在循环中，我们放开字段的访问权限，把字段 put 到 Document 里面。
public class Order {
// ...省略无数字段
public Document order2Doc(Order order) throws Exception {
Document doc = new Document();
// 获取所有字段：通过 getClass() 方法获取 Class 对象，然后获取这个类所有字段
Field[] fields = order.getClass().getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
// 开放字段操作权限
field.setAccessible(true);
// 设置值
doc.put(field.getName(), field.get(order));
}
return doc;
}
}
你可以看到，经过反射改造后，代码简单了很多。一个对象无论有多少个字段，要写多少 put 操作，只要这几行代码就能搞定。Java 对象转成 MongoDb 的结构，看起来也不那么麻烦了。
照着这个思路，我们再来改造第二个方法，Document 转 Java 对象。
public class Order {
// ...省略无数字段
public Order doc2Order(Document doc) throws Exception {
Order order = new Order();
for (String key : doc.keySet()) {
// 获取字段
Field field = order.getClass().getDeclaredField(key);
// 开放字段操作权限
field.setAccessible(true);
// 设置值
field.set(order, doc.get(key));
}
return order;
}
}
首先，我们使用循环遍历 Document；在循环中，使用反射获取相应的字段，再放开字段的访问权限，把 Document 的值设置到对象的字段里。
到了这儿，我们利用反射，简化了两个实体类的转换方法，第一版的迭代基本完成了。剩下的工作，就是复制粘贴，把各个类重新改造一遍。
然而，经过这一版迭代，虽然减少了很多工作，但依然有很多不合理的地方。
首先，重复代码还是很多。每个实体类都有两个转换方法，但这两个方法的核心逻辑是一样的，完全没必要到处复制。
然后，这不是实体类应该承担的功能。实体类只负责短暂保留数据，不负责任何持久化功能。你把数据存到哪里，该转换成什么数据结构，这和实体类没什么关系。
换句话说，我们还得做第二次迭代。
利用泛型、反射，提取 MongoDb 工具类
简单来说，泛型是一种风格或范式，你不用一开始就指明具体的参数类型，而是在使用的时候再确定参数类型。
如果把泛型、反射结合在一起，能帮我们减少很多重复代码。
我们来看看，该怎么做第二次迭代？
先从 Java 对象转 Document 开始。我们先声明一个泛型方法；然后，通过反射，获取泛型类的所有字段信息，再使用循环遍历这些字段；最后，在循环中，把字段 put 到 Document 里面。
public class MongoDbUtils {
// 定义泛型方法：
// 1. 在返回值前，声明泛型参数 <参数名>；
// 2. 传入参数时，指定一个泛型参数
public static <T> Document obj2Doc(T obj) throws Exception {
Document doc = new Document();
// 获取所有字段：通过 getClass() 方法获取 Class 对象，然后获取这个类所有字段
Field[] fields = obj.getClass().getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
// 开放字段操作权限
field.setAccessible(true);
// 设置值
doc.put(field.getName(), field.get(obj));
}
return doc;
}
}
在加入泛型后，重复代码大量减少了，实体类不用再单独写 2Doc()方法了。在使用的时候，只要调用 MongoDbUtils.obj2Doc() 就行。
按照同样的思路，我们继续来改造第二个方法，Document 转 Java 对象。
public class MongoDbUtils {
// 定义泛型方法：
// 1. 在返回值前，声明泛型参数 <参数名>；
// 2. 传入参数必须是 Class，但这个 Class 是泛型参数，不限制类型
public static <T> T doc2Obj(Document doc, Class<T> clazz) throws Exception {
// 实例化泛型对象
T obj = clazz.newInstance();
for (String key : doc.keySet()) {
// 获取字段
Field field = clazz.getDeclaredField(key);
// 开放字段操作权限
field.setAccessible(true);
// 设置值
field.set(obj, doc.get(key));
}
return obj;
}
}
首先，我们定义实例化一个泛型对象；然后，我们使用循环遍历 Document；最后，在循环中，使用反射获取相应的字段，把 Document 的值设置到泛型对象的字段里。
第二版的迭代就基本完成了。我们在第一版迭代的基础上，加入了泛型，得到了一个工具类 MongoDbUtils，这个工具类得到结果和以前完全一样，你可以看下测试代码。
public static void main(String[] args) throws Exception {
Order order = new Order();
order.setId(0L);
order.setUserId(0L);
order.setOrderNo("1");
order.setAmount(new BigDecimal("0"));
order.setCreateTime("2");
order.setUpdateTime("3");
System.out.println("原始数据：" + order);
Document document = MongoDbUtils.obj2Doc(order);
System.out.println("转换doc数据：" + document);
Order order1 = MongoDbUtils.doc2Obj(document, Order.class);
System.out.println("转换java数据：" + order1);
}
运行结果：
原始数据：Order(id=0, userId=0, orderNo=1, amount=0, createTime=2, updateTime=3)
转换doc数据：Document{{id=0, userId=0, orderNo=1, amount=0, createTime=2, updateTime=3}}
转换java数据：Order(id=0, userId=0, orderNo=1, amount=0, createTime=2, updateTime=3)
这样一来，我们就不用保留实体类上的转换方法了，剩下的工作就是删代码。
MongoDb 和 Java 对象的互相转换就完成了。我们做了两次迭代，第一次迭代利用了反射，把大量手动 set/get 操作给去掉了；第二次迭代在原来的基础上，加入了泛型的应用，又去掉了一堆重复代码。
写在最后
反射是一种动态操作类的机制，也是 Java 的高级特性。
这篇文章使用了反射来操作类，免去了自己手动写 set/get 代码的麻烦，消灭了一大堆重复代码。
此外，反射要想发挥作用，有时还得配合其它高级特性。比如，这里把反射和泛型结合，提取出了 MongoDb 工具类，又消灭了分散在各个类中的垃圾代码。
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