最近也是面試的時候問道一個問題，如何將一個java物件轉換為json字串，一聽到的時候沒有任何思路，之前也有接觸過fastjson，知道就是用這個jar包來處理的，但是具體如何執行原理並不瞭解，導致面試說不出來，面試官提到fastjson其實就是利用反射來獲取這個物件對應的資訊，然後轉化，於是對反射機制做一個詳細的掌握。

一、什麼是反射機制？

java的反射機制就是在java程式執行中，可以獲得任何一個類的所有屬性和方法。對於任意一個物件，可以呼叫其成員和方法。這種動態獲取類資訊和呼叫屬性和方法的機制叫做java的反射機制。

要剖析一個類，最關鍵的是獲取其位元組碼檔案（.class）也就是Class物件資訊。

下面我們通過java的類載入機制來分析一下Class物件怎麼來的：

反射就是把java類中的各種成分對映成一個個的Java物件

例如：一個類有：成員變數、方法、構造方法、包等等資訊，利用反射技術可以對一個類進行解剖，把個個組成部分對映成一個個物件。（其實：一個類中這些成員方法、構造方法、在加入類中都有一個類來描述）

如圖是類的正常載入過程：反射的原理在與class物件。

熟悉一下載入的時候：Class物件的由來是將class檔案讀入記憶體，併為之建立一個Class物件。

整個過程其實就是類載入的載入過程，通過類的全限定名將磁碟中的class二進位制檔案載入到記憶體中，然後將其靜態儲存結構轉化為方法區可以執行的資料結構，最後生成一個Class物件作為訪問的入口。（這裡就生成了Class物件就是包含了類的資訊）

二、檢視Class類在java中的api詳解（1.7的API）

如何閱讀java中的api詳見java基礎之——String字串處理

Class 類的例項表示正在執行的 Java 應用程式中的類和介面。也就是jvm中有N多的例項每個類都有該Class物件。（包括基本資料型別）

Class 沒有公共構造方法。Class 物件是在載入類時由 Java 虛擬機器以及通過呼叫類載入器中的defineClass方法自動構造的。也就是這不需要我們自己去處理建立，JVM已經幫我們建立好了。

三、反射的使用

反射的使用依賴的關鍵就是Class物件，不管需要什麼樣的操作，都需要先拿到對應類或者物件的Class物件才能起作用。

1.獲取Class物件的三種方法

1. 通過靜態.class方法獲取，任何資料型別（包括基本資料型別）都有靜態class() 方法直接獲取Class物件，但是沒有這個類就無法呼叫
2. 通過getClass（）方法，該物件的getClass（）方法可以獲取該類的Class檔案，需要匯入物件
3. 通過Class.forName(String name) 通過一個類的全限定名，拿到其Class物件，不需要任何支援 

反射的常用類和函式：Java反射機制的實現要藉助於4個類：Class，Constructor，Field，Method；其中class代 表的是類物件，Constructor－類的構造器物件，Field－類的屬性物件，Method－類的方法物件，通過這四個物件我們可以粗略的看到一個類的各個組成部分。其中最核心的就是Class類，它是實現反射的基礎

2.通過反射獲取建構函式

測試類：

public class BeanDemo {
    private  int age;
    private  String name;
    public  String  pub;
    String tall;
    char sex;

    public String getTall() {
        return tall;
    }

    public void setTall(String tall) {
        this.tall = tall;
    }

    public char getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(char sex) {
        this.sex = sex;
    }

    /**唯一的方法
     * */
    public void speak(String  name){

        System.out.println("我的名字是"+name);

    }

    public BeanDemo() {
    }

    /**建構函式
     * */
    private BeanDemo(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("私有建構函式呼叫："+name+age);
    }

    public BeanDemo(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("呼叫建構函式："+name);
    }

    public BeanDemo(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

 建構函式：

        /**一：通過反射獲取構造方法
         *     1.通過getConstructors() 所有公有的構造方法
         * */
        Constructor[] constructors  = bean.getConstructors();
        System.out.println("====================================getConstructors()獲取公有構造方法==========================");
        for (Constructor c : constructors){
            System.out.println("公有建構函式有："+c);
        }
        System.out.println("====================================getDeclaredConstructors()獲取私有，protected,預設，公有構造方法(也就是所有的構造方法)==========================");
        /** 2.通過getDeclaredConstructors() 獲取所有
         * */
        Constructor[] decCon = bean.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor c : decCon){
            System.out.println("全部建構函式有："+c);
        }
        System.out.println("====================================getConstructor(null) 無參建構函式 可以根據傳入的引數型別獲取對應的建構函式==========================");

        Constructor nullCon = bean.getConstructor(null);
        Constructor intCon = bean.getConstructor(String.class);
        System.out.println(nullCon);
        System.out.println(intCon);
        System.out.println("====================================getConstructor(null) 呼叫建構函式==========================");
        Object obj = intCon.newInstance("hhh");//呼叫建構函式，就是利用建構函式物件，建立例項
        //若是私有建構函式，加上setAccessible(true)  要先用getDeclaredConstructor() 
        Constructor intStrCon = bean.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
        intStrCon.setAccessible(true);//忽略訪問限制
        Object inStrObj = intStrCon.newInstance("String",100); //不加會丟擲異常 java.lang.NoSuchMethodException: t201808.t20180831.BeanDemo.<init>(java.lang.String, int)

常用的獲取建構函式方法：

• getConstructors（）獲取所有共有的構造方法 
• getDeclaredConstructors（）獲取所有的構造方法，私有共有，protected 預設
• 呼叫建構函式就是利用獲得的建構函式物件建立例項

3.通過反射獲取成員變數

        /**二：通過反射拿到成員變數
         *     1.getDeclaredFields()可以拿到所有成員變數
         *     2.getFields() 只能拿到公有的成員變數
         * */
        Field[] NoDecfields = bean.getFields(); //公有成員變數
        Field [] fields = bean.getDeclaredFields();//公有私有都可以拿到
        System.out.println("====================================getFields() 公有成員變數==========================");
        for (Field f  :NoDecfields){
            System.out.println(f);
        }

        System.out.println("====================================getFields() 全部成員變數==========================");
        for (Field f :fields){
            System.out.println(f);
        }
        System.out.println("====================================getFields() 獲取對應公有欄位並呼叫==========================");
        Field pubField = bean.getField("pub");
        //首先要獲取一個pub成員 有值的物件
        Object object = bean.getConstructor(String.class,String.class).newInstance("name","這是我設定的PUB");
        //獲取到該欄位，注意get()方法獲取返回值為物件，還有getInt()等方法可呼叫
        System.out.println(pubField.get(object));
        //設定該成員變數
        pubField.set(object,"新設定的PUB值");
        System.out.println(pubField.get(object));
        //Field的其他方法 getName()可以直接拿到屬性的名字
        System.out.println(pubField.getName());
        //同理私有變數訪問需要setAccessible(true) 忽略許可權

常用的獲取屬性方法：

• getFields()獲取所有共有的構造方法 
• getDeclaredFields() 獲取所有的構造方法，私有共有，protected 預設
• 獲取屬性值的時候，需要2個物件，一個是需要獲取值的物件obj，一個屬性值物件field。
• 通過呼叫field.get(obj) 可以獲取到物件的對於屬性值。
• 同樣，若是私有屬性需要setAccessible()

一個fastjson的物件轉字串的例子：

BeanDemo beanObj = new BeanDemo("hhhhh",99);
        Class clazz = beanObj.getClass();
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        System.out.println("{");
       for (Field f : fields){
            Field ageField = clazz.getDeclaredField(f.getName());
            ageField.setAccessible(true);
            System.out.println("\""+f.getName()+"\""+":"+ageField.get(beanObj));
        }
        System.out.println("}");

4.通過反射獲取方法以及呼叫方法

        /**三、通過反射獲取方法以及呼叫方法
         * */
        Method[] pubMethods = bean.getMethods();
        System.out.println("====================================獲取公有方法 包括繼承的方法 實現的==========================");
        for (Method m :pubMethods){
            System.out.println(m);
        }
        System.out.println("==================================== 獲取全部方法，公有私有保護預設，不包括繼承的方法==========================");
        Method[] allMethods = bean.getDeclaredMethods();
        for (Method method : allMethods){
            System.out.println(method);
        }
        System.out.println("====================================獲取指定方法=========================");
        Method method = bean.getMethod("speak1", String.class);//引數列表為 方法名和方法的引數列表型別
        System.out.println(method);
        //呼叫該方法 invoke()
        //需要先建立一個物件
        Object obj = bean.getConstructor().newInstance();
        method.invoke(obj,"？？？？？");//方法的呼叫採用方法物件 呼叫invoke()方法，傳入物件，以及方法需要的引數

        //呼叫有返回值的方法
        method = bean.getDeclaredMethod("speak4", int.class);
        method.setAccessible(true);
        System.out.println(method);
        Object res =method.invoke(obj,12);
        System.out.println(res);