Golang 反射
基本了解
在Go语言中，大多数时候值/类型/函数非常直接，要的话，定义一个。你想要个Struct
type Foo struct {
A int
B string
}
你想要一个值，你定义出来
var x Foo
你想要一个函数，你定义出来
func DoSomething(f Foo) {
fmt.Println(f.A, f.B)
}
但是有些时候，你需要搞一些运行时才能确定的东西，比如你要从文件或者网络中获取一些字典数据。又或者你要搞一些不同类型的数据。在这种情况下，reflection就有用啦。reflection能够让你拥有以下能力
- 在运行时检查type
- 在运行时检查/修改/创建 值/函数/结构
总的来说，go的reflection围绕者三个概念Types,Kinds,Values。 所有关于反射的操作都在reflect包里面
反射的Power
Type的Power
首先，我们看看如何通过反射来获取值得类型。
varType := reflect.TypeOf(var)
从反射接口可以看到有一大堆得函数等着我们去用。可以从注释里面看到。反射包默认我们知道我们要干啥子，比如varType.Elem()就会panic。因为Elem()只有Array, Chan, Map, Ptr, or Slice.这些类型才有这个方法。具体可以查看测试代码。通过运行以下代码可查看所有reflect函数的示例
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
type FooIF interface {
DoSomething()
DoSomethingWithArg(a string)
DoSomethingWithUnCertenArg(a ... string)
}
type Foo struct {
A int
B string
C struct {
C1 int
}
}
func (f *Foo) DoSomething() {
fmt.Println(f.A, f.B)
}
func (f *Foo) DoSomethingWithArg(a string) {
fmt.Println(f.A, f.B, a)
}
func (f *Foo) DoSomethingWithUnCertenArg(a ... string) {
fmt.Println(f.A, f.B, a[0])
}
func (f *Foo) returnOneResult() int {
return 2
}
func main() {
var simpleObj Foo
var pointer2obj = &simpleObj
var simpleIntArray = [3]int{1, 2, 3}
var simpleMap = map[string]string{
"a": "b",
}
var simpleChan = make(chan int, 1)
var x uint64
var y uint32
varType := reflect.TypeOf(simpleObj)
varPointerType := reflect.TypeOf(pointer2obj)
// 对齐之后要多少容量
fmt.Println("Align: ", varType.Align())
// 作为结构体的`field`要对其之后要多少容量
fmt.Println("FieldAlign: ", varType.FieldAlign())
// 叫啥
fmt.Println("Name: ", varType.Name())
// 绝对引入路径
fmt.Println("PkgPath: ", varType.PkgPath())
// 实际上用了多少内存
fmt.Println("Size: ", varType.Size())
// 到底啥类型的
fmt.Println("Kind: ", varType.Kind())
// 有多少函数
fmt.Println("NumMethod: ", varPointerType.NumMethod())
// 通过名字获取一个函数
m, success := varPointerType.MethodByName("DoSomethingWithArg")
if success {
m.Func.Call([]reflect.Value{
reflect.ValueOf(pointer2obj),
reflect.ValueOf("sad"),
})
}
// 通过索引获取函数
m = varPointerType.Method(1)
m.Func.Call([]reflect.Value{
reflect.ValueOf(pointer2obj),
reflect.ValueOf("sad2"),
})
// 是否实现了某个接口
fmt.Println("Implements:", varPointerType.Implements(reflect.TypeOf((*FooIF)(nil)).Elem()))
// 看看指针多少bit
fmt.Println("Bits: ", reflect.TypeOf(x).Bits())
// 查看array, chan, map, ptr, slice的元素类型
fmt.Println("Elem: ", reflect.TypeOf(simpleIntArray).Elem().Kind())
// 查看Array长度
fmt.Println("Len: ", reflect.TypeOf(simpleIntArray).Len())
// 查看结构体field
fmt.Println("Field", varType.Field(1))
// 查看结构体field
fmt.Println("FieldByIndex", varType.FieldByIndex([]int{2, 0}))
// 查看结构提field
fi, success2 := varType.FieldByName("A")
if success2 {
fmt.Println("FieldByName", fi)
}
// 查看结构体field
fi, success2 = varType.FieldByNameFunc(func(fieldName string) bool {
return fieldName == "A"
})
if success2 {
fmt.Println("FieldByName", fi)
}
// 查看结构体数量
fmt.Println("NumField", varType.NumField())
// 查看map的key类型
fmt.Println("Key: ", reflect.TypeOf(simpleMap).Key().Name())
// 查看函数有多少个参数
fmt.Println("NumIn: ", reflect.TypeOf(pointer2obj.DoSomethingWithUnCertenArg).NumIn())
// 查看函数参数的类型
fmt.Println("In: ", reflect.TypeOf(pointer2obj.DoSomethingWithUnCertenArg).In(0))
// 查看最后一个参数，是否解构了
fmt.Println("IsVariadic: ", reflect.TypeOf(pointer2obj.DoSomethingWithUnCertenArg).IsVariadic())
// 查看函数有多少输出
fmt.Println("NumOut: ", reflect.TypeOf(pointer2obj.DoSomethingWithUnCertenArg).NumOut())
// 查看函数输出的类型
fmt.Println("Out: ", reflect.TypeOf(pointer2obj.returnOneResult).Out(0))
// 查看通道的方向, 3双向。
fmt.Println("ChanDir: ", int(reflect.TypeOf(simpleChan).ChanDir()))
// 查看该类型是否可以比较。不能比较的slice, map, func
fmt.Println("Comparable: ", varPointerType.Comparable())
// 查看类型是否可以转化成另外一种类型
fmt.Println("ConvertibleTo: ", varPointerType.ConvertibleTo(reflect.TypeOf("a")))
// 该类型的值是否可以另外一个类型
fmt.Println("AssignableTo: ", reflect.TypeOf(x).AssignableTo(reflect.TypeOf(y)))
}
Value的Power
除了检查变量的类型，你可以通过reflection来读/写/新建一个值。不过首先先获取反射值类型
refVal := reflect.ValueOf(var)
如果你想要修改变量的值。你需要获取反射指向该变量的指针，具体原因后面解释
refPtrVal := reflect.ValueOf(&var)
当然你有了reflect.Value,通过Type()方法可以很容易的获取reflect.Type。如果要改变该变量的值用
refPtrVal.Elem().Set(newRefValue)
当然Set方法的参数必须也得是reflect.Value
如果你想创建一个新的值，用以下下代码
newPtrVal := reflect.New(varType)
然后在用Elem().Set()来进行值的初始化。当然还有不同的value有一大堆的不同的方法。这里就不写了。我们重点看看下面这段官方例子
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
// swap is the implementation passed to MakeFunc.
// It must work in terms of reflect.Values so that it is possible
// to write code without knowing beforehand what the types
// will be.
swap := func(in []reflect.Value) []reflect.Value {
return []reflect.Value{in[1], in[0]}
}
// makeSwap expects fptr to be a pointer to a nil function.
// It sets that pointer to a new function created with MakeFunc.
// When the function is invoked, reflect turns the arguments
// into Values, calls swap, and then turns swap's result slice
// into the values returned by the new function.
makeSwap := func(fptr interface{}) {
// fptr is a pointer to a function.
// Obtain the function value itself (likely nil) as a reflect.Value
// so that we can query its type and then set the value.
fn := reflect.ValueOf(fptr).Elem()
// Make a function of the right type.
v := reflect.MakeFunc(fn.Type(), swap)
// Assign it to the value fn represents.
fn.Set(v)
}
// Make and call a swap function for ints.
var intSwap func(int, int) (int, int)
makeSwap(&intSwap)
fmt.Println(intSwap(0, 1))
// Make and call a swap function for float64s.
var floatSwap func(float64, float64) (float64, float64)
makeSwap(&floatSwap)
fmt.Println(floatSwap(2.72, 3.14))
}
原理
认清楚type与interface
go是一个静态类型语言，每一个变量有static type，比如int，float，何谓static type，我的理解是一定长度的二进制块与解释。比如同样的二进制块00000001 在bool类型中意思是true。而在int类型中解释是1. 我们看看以下这个最简单的例子
type MyInt int
var i int
var j MyInt
i,j在内存中都是用int这一个底层类型来表示，但是在实际编码过程中，在编译的时候他们并非一个类型，你不能直接将i的值赋给j。是不是有点奇怪，你执行的时候编译器会告诉你，你不能将MyInt类型的值赋给int类型的值。这个type不是class也不是python的type.
interface作为一种特殊的type, 表示方法的集合。一个interface的值可以存任何确定的值只要这个值实现了interface的方法。interface{}某些时候和Java的Object好想，实际上interface是有两部分内容组成的，实际的值和值的具体类型。这也可以解释为什么下面这段代码和其他语言都不一样。具体关于interface的原理可以参考go data structures: interfaces。
package main
import (
"fmt"
)
type A interface {
x(param int)
}
type B interface {
y(param int)
}
type AB struct {
}
func (ab *AB) x(param int) {
fmt.Printf("%p", ab)
fmt.Println(param)
}
func (ab *AB) y(param int) {
fmt.Printf("%p", ab)
fmt.Println(param)
}
func printX(a A){
fmt.Printf("%p", a)
a.x(2)
}
func printY(b B){
fmt.Printf("%p", b)
b.y(3)
}
func main() {
var ab = new(AB)
printX(ab)
printY(ab)
var aInfImpl A
var bInfImpl B
aInfImpl = new(AB)
//bInfImpl = aInfImpl 会报错
bInfImpl = aInfImpl.(B)
bInfImpl.y(2)
}
golang反射三定理
把一个interface值，拆分出反射对象
反射仅仅用于检查接口值的(Value, Type)。如上一章提到的两个方法ValueOf和TypeOf。通过ValueOf我门可以轻易的拿到Type
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
var x float64 = 3.4
fmt.Println("type:", reflect.TypeOf(x))
}
这段代码输出
type: float64
那么问题就来了，接口在哪里？只是申明了一个float64的变量。哪里来的interface。有的，答案就藏在 TypeOf参数里面
func TypeOf(i interface{}) Type
当我们调用reflect.TypeOf(x), x首先被存在一个空的interface里面。然后在被当作参数传到函数执行栈内。** reflect.TypeOf解开这个interface的pair然后恢复出类型信息**
把反射对象组合成一个接口值
就像镜面反射一样，go的反射是可逆的。给我一个reflect.Value。我们能够恢复出一个interface的值。事实上，以下函数干的事情就是将Value和Type组狠起来塞到 interface里面去。所以我们可以
y := v.Interface().(float64) // y will have type float64.
fmt.Println(y)
接下来就是见证奇迹的时刻。fmt.Println和fmt.Printf的参数都是interface{}。我们真正都不需要将上面例子的y转化成明确的float64。我就可以去打印他比如
fmt.Println(v.Interface())
甚至我们的interface藏着的那个type是float64。我们可以直接用占位符来打印
fmt.Println("Value is %7.le\n", v.Interface())
再重复一边，没有必要将v.Interface()的类型强转到float64;这个空的interface{}包含了concrete type。函数调用会恢复出来
要改变一个反射对象，其值必须是可设置的
第三条比较让你比较困惑。不过如果我们理解了第一条，那么这条其实非常好理解。先看一下下面这个例子
var x float64 = 3.4
v := reflect.ValueOf(x)
v.SetFloat(7.1) // Error: will panic.
如果执行这段代码，你会发现出现panic以下信息
panic: reflect.Value.SetFloat using unaddressable value
可设置性是一个好东西，但不是所有reflect.Value都有他...可以通过CanSet 函数来获取是否可设置
var x float64 = 3.4
v := reflect.ValueOf(x)
fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())
那么到底为什么要有一个可设置性呢？可寻址才可设置，我们在用reflect.ValueOf时候，实际上是函数传值。获取x的反射对象，实际上是另外一个float64的内存的反射对象。这个时候我们再去设置该反射对象的值，没有意义。这段内存并不是你申明的那个x。
资料
golang doc
learning-to-use-go-reflection
law of reflection
