go中的关键字-reflect 反射

1. 什么是反射

　　Golang提供了一种机制，在编译时不知道类型的情况下，可更新变量、运行时查看值、调用方法以及直接对他们的布局进行操作的机制，称为反射。

2. 反射的使用

2.1 获取变量内部信息

　　reflect提供了两种类型来进行访问接口变量的内容：

　　类型reflect.ValueOf() 的作用是：获取输入参数接口中的数据的值，如果为空则返回0 <- 注意是0。
　　类型reflect.TypeOf() 动态获取输入参数接口中的值的类型，如果为空则返回nil <- 注意是nil。

　　看示例：

 package main

 import (
     "fmt"
     "reflect"
 )

 func main() {
     var name string = "编程菜菜"

     //TypeOf会返回目标数据的类型，比如int/float/struct/指针等
     reflectType := reflect.TypeOf(name)

     //valueOf会返回目标数据的值，比如上文的“编程菜菜”
     reflectValue := reflect.ValueOf(name)

     fmt.Println("type:", reflectType)
     fmt.Println("value:", reflectValue)
 }

　　输出结果：

 type:  string
 value:  编程菜菜

　　在以上操作发生的时候，反射将“接口类型的变量”转为了“反射的接口类型的变量”，比如上文实际上返回的是reflect.Value和reflect.Type的接口对象。

2.2 struct的反射

 package main

 import (
     "fmt"
     "reflect"
 )

 type Student struct {
     Id   int
     Name string
 }

 func (s Student) Hello(){
     fmt.Println("我是一个学生")
 }

 func main() {
     s := Student{Id: , Name: "编程菜菜"}

     t := reflect.TypeOf(s)  // 获取目标对象

     fmt.Println("类型的名称是: ", t.Name())   // .Name()可以获取去这个类型的名称

     v := reflect.ValueOf(s)   // 获取目标对象的值类型

     for i := ; i < t.NumField(); i++ {   // .NumField()来获取其包含的字段的总数目

         key := t.Field(i)  // 从0开始获取Student所包含的key

         value := v.Field(i).Interface()   // 通过interface方法来获取key所对应的值

         fmt.Printf("第%d个字段是：%s:%v = %v \n", i+, key.Name, key.Type, value)
     }

     for i:=;i<t.NumMethod(); i++ {   // 通过.NumMethod()来获取Student里头的方法
         m := t.Method(i)
         fmt.Printf("第%d个方法是：%s:%v\n", i+, m.Name, m.Type)
     }
 }

 这个类型的名称是: Student
 第1个字段是：Id:int =
 第2个字段是：Name:string = 编程菜菜
 第1个方法是：Hello:func(main.Student)

2.3 判断传入的类型是否是我们想要的类型

 package main

 import (
     "reflect"
     "fmt"
 )

 type Student struct {
     Id   int
     Name string
 }

 func main() {
     s := Student{Id: , Name: "编程菜菜"}
     t := reflect.TypeOf(s)

     // 通过.Kind()来判断对比的值是否是struct类型
     if k := t.Kind(); k == reflect.Struct {
         fmt.Println("yes")
     }

     num := ;
     numType := reflect.TypeOf(num)
     if k := numType.Kind(); k == reflect.Int {
         fmt.Println("yes")
     }
 }

 yes
 yes

2.4 通过反射修改内容

 package main

 import (
     "reflect"
     "fmt"
 )

 type Student struct {
     Id   int
     Name string
 }

 func main() {
     s := &Student{Id: , Name: "编程菜菜"}

     v := reflect.ValueOf(s)

     if v.Kind() != reflect.Ptr {   // 修改值必须是指针类型否则不可行
         fmt.Println("不是指针类型，没法进行修改操作")
         return
     }

     v = v.Elem()    // 获取指针所指向的元素

     name := v.FieldByName("Name")   // 获取目标key的Value的封装

     if name.Kind() == reflect.String {
         name.SetString("小学生")
     }

     fmt.Printf("%#v \n", *s)

     test :=    // 如果是整型的话
     testV := reflect.ValueOf(&test)
     testV.Elem().SetInt()
     fmt.Println(test)
 }

　　输出结果：

 main.Student{Id:, Name:"小学生"}
 

2.5 通过反射调用方法

 package main

 import (
     "fmt"
     "reflect"
 )

 type Student struct {
     Id   int
     Name string
 }

 func (s Student) EchoName(name string){
     fmt.Println("我的名字是：", name)
 }

 func main() {
     s := Student{Id: , Name: "咖啡色的羊驼"}

     v := reflect.ValueOf(s)

     // 获取方法控制权
     // 官方解释：返回v的名为name的方法的已绑定（到v的持有值的）状态的函数形式的Value封装
     mv := v.MethodByName("EchoName")

     args := []reflect.Value{reflect.ValueOf("编程菜菜")}   // 拼凑参数

     mv.Call(args)   // 调用函数
 }

 我的名字是： 编程菜菜

　　使用规则：

1. 使用反射时需要先确定要操作的值是否是期望的类型，是否是可以进行“赋值”操作的，否则reflect包将会毫不留情的产生一个panic。

2. 反射主要与Golang的interface类型相关，只有interface类型才有反射一说。看下TypeOf和ValueOf，会发现其实传入参数的时候已经被转为接口类型了。

3. reflect有关的部分源码分析

  // 部分源代码
  func TypeOf(i interface{}) Type {
      eface := *(*emptyInterface)(unsafe.Pointer(&i))
      return toType(eface.typ)
  }

  func ValueOf(i interface{}) Value {
      if i == nil {
          return Value{}
     }
     escapes(i)

     return unpackEface(i)
 }

　　TypeOf函数动态获取输入参数接口中的值的类型，如果接口为空则返回nil。

　　转换为emptyinterface，emptyInterface是interface {}值的标头。

 // emptyInterface is the header for an interface{} value.
 // emptyInterface是interface {}值的标头。
 type emptyInterface struct {
         typ  *rtype
         word unsafe.Pointer
 }

rtype结构体，实现了Type接口

　　size: 存储这个类型的一个值所需要的字节数（值占用的字节数）

　　algin: 这个类型的一个变量在内存中的对齐后的所用的字节数 （变量占的字节数）

　　FieldAlign: 这种类型的变量如果是struct中的字段，那么它对齐后所用的字节数

 // rtype是大多数值的通用实现。
 //它嵌入在其他结构类型中。
 //
 // rtype必须与../runtime/type.go:/^type._type保持同步。
 type rtype struct {
         size       uintptr
         ptrdata    uintptr  // 类型中可以包含指针的字节数
         hash       uint32   // hash of type; avoids computation in hash tables
         tflag      tflag       // 类型的哈希； 避免在哈希表中进行计算
         align      uint8     // 变量与此类型的对齐
         fieldAlign uint8    // 结构域与该类型的对齐
         kind       uint8     // C的枚举
         alg        *typeAlg // 算法表
         gcdata     *byte    // 垃圾收集数据
         str        nameOff   // 字符串形式
         ptrToThis  typeOff  // 指向此类型的指针的类型，可以为零
 } 

Value

　　Value描述对象的值信息，并不是所有的方法对任何的类型都有意义，特定的方法只适用于特定的类型。

 type Value struct {
         // typ包含由值表示的值的类型。
         typ *rtype

         // 指针值的数据；如果设置了flagIndir，则为数据的指针。
          //在设置flagIndir或typ.pointers（）为true时有效。
         ptr unsafe.Pointer

         // 标志保存有关该值的元数据。
         //最低位是标志位：
         //-flagStickyRO：通过未导出的未嵌入字段获取，因此为只读
         //-flagEmbedRO：通过未导出的嵌入式字段获取，因此为只读
         //-flagIndir：val保存指向数据的指针
         //-flagAddr：v.CanAddr为true（表示flagIndir）
         //-flagMethod：v是方法值。
         //接下来的五位给出值的种类。
         //重复typ.Kind（），方法值除外。
         //其余的23+位给出方法值的方法编号。
         //如果flag.kind（）！= Func，则代码可以假定flagMethod未设置。
         //如果是ifaceIndir（typ），则代码可以假定设置了flagIndir。
         flag

        //方法值代表一个经过咖喱的方法调用像r.Read为某些接收者r。 typ + val + flag位描述接收者r，但标志的Kind位表示Func（方法是函数），并且标志的高位给出方法号在r的类型的方法表中。
 }

总结

• 涉及到内存分配以及后续的GC
• reflect实现里面有大量的枚举，也就是for循环，比如类型之类的