为什么 Go 语言 struct 要使用 tags

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在 Go 语言中，struct 是一种常见的数据类型，它可以用来表示复杂的数据结构。在 struct 中，我们可以定义多个字段，每个字段可以有不同的类型和名称。

除了这些基本信息之外，Go 还提供了 struct tags，它可以用来指定 struct 中每个字段的元信息。

在本文中，我们将探讨为什么 Go 语言中需要使用 struct tags，以及 struct tags 的使用场景和优势。

struct tags 的使用

struct tags 使用还是很广泛的，特别是在 json 序列化，或者是数据库 ORM 映射方面。

在定义上，它以 key:value 的形式出现，跟在 struct 字段后面，除此之外，还有以下几点需要注意：

使用反引号

在声明 struct tag 时，使用反引号 ` 包围 tag 的值，可以防止转义字符的影响，使 tag 更容易读取和理解。例如：

type User struct {
    ID    int    `json:"id" db:"id"`
    Name  string `json:"name" db:"name"`
    Email string `json:"email" db:"email"`
}

避免使用空格

在 struct tag 中，应该避免使用空格，特别是在 tag 名称和 tag 值之间。使用空格可能会导致编码或解码错误，并使代码更难以维护。例如：

// 不规范的写法
type User struct {
    ID    int    `json: "id" db: "id"`
    Name  string `json: "name" db: "name"`
    Email string `json: "email" db: "email"`
}

// 规范的写法
type User struct {
    ID    int    `json:"id" db:"id"`
    Name  string `json:"name" db:"name"`
    Email string `json:"email" db:"email"`
}

避免重复

在 struct 中，应该避免重复使用同一个 tag 名称。如果重复使用同一个 tag 名称，编译器可能会无法识别 tag，从而导致编码或解码错误。例如：

// 不规范的写法
type User struct {
    ID    int    `json:"id" db:"id"`
    Name  string `json:"name" db:"name"`
    Email string `json:"email" db:"name"`
}

// 规范的写法
type User struct {
    ID    int    `json:"id" db:"id"`
    Name  string `json:"name" db:"name"`
    Email string `json:"email" db:"email"`
}

使用标准化的 tag 名称

为了使 struct tag 更加标准化和易于维护，应该使用一些标准化的 tag 名称。

例如，对于序列化和反序列化，可以使用 json、xml、yaml 等；对于数据库操作，可以使用 db。

type User struct {
    ID       int    `json:"id" db:"id"`
    Name     string `json:"name" db:"name"`
    Password string `json:"-" db:"password"` // 忽略该字段
    Email    string `json:"email" db:"email"`
}

其中，Password 字段后面的 - 表示忽略该字段，也就是说该字段不会被序列化或反序列化。

多个 tag 值

如果一个字段需要指定多个 tag 值，可以使用 , 将多个 tag 值分隔开。例如：

type User struct {
    ID        int    `json:"id" db:"id"`
    Name      string `json:"name" db:"name"`
    Email     string `json:"email,omitempty" db:"email,omitempty"`
}

其中 omitempty 表示如果该字段值为空，则不序列化该字段。

struct tags 的原理

Go 的反射库提供了一些方法，可以让我们在程序运行时获取和解析结构体标签。

介绍这些方法之前，先来看看 reflect.StructField ，它是描述结构体字段的数据类型。定义如下：

type StructField struct {
    Name      string      // 字段名
    Type      Type        // 字段类型
    Tag       StructTag   // 字段标签
}

结构体中还有一些其他字段，被我省略了，只保留了和本文相关的。

在结构体的反射中，我们经常使用 reflect.TypeOf 获取类型信息，然后使用 Type.Field 或 Type.FieldByName() 获取结构体字段的 reflect.StructField，然后根据 StructField 中的信息做进一步处理。

例如，可以通过 StructField.Tag.Get 方法获取结构体字段的标签值。

下面看一段代码：

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type User struct {
    Name string `json:"name"`
    Age  int    `json:"age"`
}

type Manager struct {
    Title string `json:"title"`
    User
}

func main() {
    m := Manager{Title: "Manager", User: User{Name: "Alice", Age: 25}}

    mt := reflect.TypeOf(m)

    // 获取 User 字段的 reflect.StructField
    userField, _ := mt.FieldByName("User")
    fmt.Println("Field 'User' exists:", userField.Name, userField.Type)

    // 获取 User.Name 字段的 reflect.StructField
    nameField, _ := userField.Type.FieldByName("Name")
    tag := nameField.Tag.Get("json")
    fmt.Println("User.Name tag:", tag)
}

运行以上代码，输出结果如下：

Field 'User' exists: User {string int}
User.Name tag: "name"

struct tags 的优势

使用 struct tag 的主要优势之一是可以在运行时通过反射来访问和操作 struct 中的字段。

比如在 Go Web 开发中，常常需要将 HTTP 请求中的参数绑定到一个 struct 中。这时，我们可以使用 struct tag 指定每个字段对应的参数名称、验证规则等信息。在接收到 HTTP 请求时，就可以使用反射机制读取这些信息，并根据信息来验证参数是否合法。

另外，在将 struct 序列化为 JSON 或者其他格式时，我们也可以使用 struct tag 来指定每个字段在序列化时的名称和规则。

此外，使用 struct tag 还可以提高代码的可读性和可维护性。在一个大型的项目中，struct 中的字段通常会包含很多不同的元信息，比如数据库中的表名、字段名、索引、验证规则等等。

如果没有 struct tag，我们可能需要将这些元信息放在注释中或者在代码中进行硬编码。这样会让代码变得难以维护和修改。而使用 struct tag 可以将这些元信息与 struct 字段紧密关联起来，使代码更加清晰和易于维护。

常用的 struct tags

在 Go 的官方 wiki 中，有一个常用的 struct tags 的库的列表，我复制在下面了，感兴趣的同学可以看看源码，再继续深入学习。

Tag	Documentation
xml	https://pkg.go.dev/encoding/xml
json	https://pkg.go.dev/encoding/json
asn1	https://pkg.go.dev/encoding/asn1
reform	https://pkg.go.dev/gopkg.in/reform.v1
dynamodb	https://docs.aws.amazon.com/sdk-for-go/api/service/dynamodb/dynamodbattribute/#Marshal
bigquery	https://pkg.go.dev/cloud.google.com/go/bigquery
datastore	https://pkg.go.dev/cloud.google.com/go/datastore
spanner	https://pkg.go.dev/cloud.google.com/go/spanner
bson	https://pkg.go.dev/labix.org/v2/mgo/bson, https://pkg.go.dev/go.mongodb.org/mongo-driver/bson/bsoncodec
gorm	https://pkg.go.dev/github.com/jinzhu/gorm
yaml	https://pkg.go.dev/gopkg.in/yaml.v2
toml	https://pkg.go.dev/github.com/pelletier/go-toml
validate	https://github.com/go-playground/validator
mapstructure	https://pkg.go.dev/github.com/mitchellh/mapstructure
parser	https://pkg.go.dev/github.com/alecthomas/participle
protobuf	https://github.com/golang/protobuf
db	https://github.com/jmoiron/sqlx
url	https://github.com/google/go-querystring
feature	https://github.com/nikolaydubina/go-featureprocessing

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参考文章：

• https://github.com/golang/go/wiki/Well-known-struct-tags

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• 为什么 Go 不支持 []T 转换为 []interface