17、Golang 教程 - 反射reflect

反射的一些基本概念和需要知道的知识

  • Golang语言实现的反射机制就是指在运行时动态的调用对象的方法和属性,官方自带的reflect包就是反射相关的。
  • go的变量包括type, value两部分,type 包括static type和concrete type. (static type是你在编码是看见的类型(如int、string),concrete type是runtime系统看见的类型)。类型断言能否成功,取决于变量的concrete type,而不是static type. 因此,一个 reader变量如果它的concrete type也实现了write方法的话,它也可以被类型断言为writer.
  • 反射是建立在类型之上的,Golang指定类型的变量的类型是静态的(也就是指定int、string这些的变量,它的type是static type),在创建变量的时候就已经确定,反射主要与Golang的interface类型相关(它的type是concrete type)** ,只有interface类型才有反射一说。** 反射就是用来检测存储在接口变量内部(值value;类型concrete type) pair对的一种机制。

Golang的反射reflect

reflect的基本功能TypeOfValueOf

//ValueOf用来获取输入参数接口中的数据的值,如果接口为空则返回0
func ValueOf(i interface{
   
     }) Value {
   
     ...}

//TypeOf用来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
func TypeOf(i interface{
   
     }) Type {
   
     ...}

reflect.TypeOf()是获取interface pair对中的typereflect.ValueOf()获取pair中的value

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func main() {
   
     
	var num float64 = 1.2345
	//type类型
	fmt.Println("type: ", reflect.TypeOf(num)) // type:  float64
	//具体的值
	fmt.Println("value: ", reflect.ValueOf(num)) // value:  1.2345
}

也就是说明反射可以将“接口类型变量”转换为“反射类型对象”,反射类型指的是reflect.Type和reflect.Value这两种

从relfect.Value中获取接口interface的信息

当执行reflect.ValueOf(interface)之后,就得到了一个类型为”relfect.Value”变量,可以通过它本身的Interface()方法获得接口变量的真实内容,然后可以通过类型判断进行转换,转换为原有真实类型。

// 第一种
//realValue := value.Interface().(已知的类型)
// eg.
package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func main() {
   
     
	var num float64 = 1.2345

	pointer := reflect.ValueOf(&num)
	value := reflect.ValueOf(num)

	// 可以理解为“强制转换”,但是需要注意的时候,转换的时候,如果转换的类型不完全符合,则直接panic
	// Golang 对类型要求非常严格,类型一定要完全符合
	// 如下两个,一个是*float64,一个是float64,如果弄混,则会panic
	//转换的时候,要区分是指针还是值
	convertPointer := pointer.Interface().(*float64)
	convertValue := value.Interface().(float64)
	//value.Interface():反射类型对象”再重新转换为“接口类型变量” 
	fmt.Println(convertPointer) // 0xc42000e238
	fmt.Println(convertValue)   // 1.2345

}

//
// 第二种类型
// 未知原有类型【遍历探测其Filed】
package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

type User struct {
   
     
	Id   int
	Name string
	Age  int
}

func (u User) ReflectCallFunc() {
   
     
	fmt.Println("Allen.Wu ReflectCallFunc")
}

func main() {
   
     

	user := User{
   
     1, "Allen.Wu", 25}
	DoFiledAndMethod(user)

}

// 通过接口来获取任意参数,然后一一揭晓
func DoFiledAndMethod(input interface{
   
     }) {
   
     

	getType := reflect.TypeOf(input) 
	fmt.Println("get Type is :", getType.Name()) // get Type is : User

	getValue := reflect.ValueOf(input)
	fmt.Println("get all Fields is:", getValue) // get all Fields is: {1 Allen.Wu 25}

	// 获取方法字段
	// 1. 先获取interface的reflect.Type,然后通过NumField进行遍历
	// 2. 再通过reflect.Type的Field获取其Field
	// 3. 最后通过Field的Interface()得到对应的value
	for i := 0; i < getType.NumField(); i++ {
   
      
		field := getType.Field(i)
		value := getValue.Field(i).Interface()
		fmt.Printf("%s: %v = %v\n", field.Name, field.Type, value)
		// Id: int = 1
		// Name: string = Allen.Wu
		// Age: int = 25
	}

	// 获取方法
	// 1. 先获取interface的reflect.Type,然后通过.NumMethod进行遍历
	for i := 0; i < getType.NumMethod(); i++ {
   
     
		m := getType.Method(i)
		fmt.Printf("%s: %v\n", m.Name, m.Type) // ReflectCallFunc: func(main.User)

	}
}

通过reflect.Value设置实际变量的值

reflect.Value是通过reflect.ValueOf(X)获得的,只有当X是指针的时候,才可以通过reflec.Value修改实际变量X的值

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func main() {
   
     
	var num float64 = 1.2345
	fmt.Println("old value of pointer:", num) // old value of pointer: 1.2345

	// 通过reflect.ValueOf获取num中的reflect.Value,注意,参数必须是指针才能修改其值
	pointer := reflect.ValueOf(&num)
	//reflect.Value.Elem() 表示获取原始值对应的反射对象,只有原始对象才能修改,当前反射对象是不能修改的
	newValue := pointer.Elem()

	fmt.Println("type of pointer:", newValue.Type()) //type of pointer: float64
	fmt.Println("settability of pointer:", newValue.CanSet()) //settability of pointer: true
	// 重新赋值
	newValue.SetFloat(77)
	fmt.Println("new value of pointer:", num) //new value of pointer: 77
	
	// 如果reflect.ValueOf的参数不是指针,会如何?
	pointer = reflect.ValueOf(num)
	//newValue = pointer.Elem() // 如果非指针,这里直接panic,“panic: reflect: call of reflect.Value.Elem on float64 Value”
	//通过CanSet方法查询是否可以设置返回false

}

通过reflect.ValueOf来进行方法的调用

在工程应用(eg框架工程)中,另外一个常用并且属于高级的用法,就是通过reflect来进行方法【函数】的调用。

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

type User struct {
   
     
	Id   int
	Name string
	Age  int
}

func (u User) ReflectCallFuncHasArgs(name string, age int) {
   
     
	fmt.Println("ReflectCallFuncHasArgs name: ", name, ", age:", age, "and origal User.Name:", u.Name)
}

func (u User) ReflectCallFuncNoArgs() {
   
     
	fmt.Println("ReflectCallFuncNoArgs")
}

// 如何通过反射来进行方法的调用?
// 本来可以用u.ReflectCallFuncXXX直接调用的,但是如果要通过反射,那么首先要将方法注册,也就是MethodByName,然后通过反射调动mv.Call

func main() {
   
     
	user := User{
   
     1, "Allen.Wu", 25}
	
	// 1. 要通过反射来调用起对应的方法,必须要先通过reflect.ValueOf(interface)来获取到reflect.Value,得到“反射类型对象”后才能做下一步处理
	getValue := reflect.ValueOf(user)

	// 2. 先看看带有参数的调用方法
	//需要指定准确真实的方法名字,如果错误将直接panic,MethodByName返回一个函数值对应的reflect.Value方法的名字。
	methodValue := getValue.MethodByName("ReflectCallFuncHasArgs")
	//[]reflect.Value,这个是最终需要调用的方法的参数,可以没有或者一个或者多个,根据实际参数来定。 
	args := []reflect.Value{
   
     reflect.ValueOf("wudebao"), reflect.ValueOf(30)}
	//reflect.Value'Kind不是一个方法,那么将直接panic。
	methodValue.Call(args)
	//ReflectCallFuncHasArgs name:  wudebao , age: 30 and origal User.Name: Allen.Wu
	// 一定要指定参数为正确的方法名
	// 3. 再看看无参数的调用方法
	methodValue = getValue.MethodByName("ReflectCallFuncNoArgs")
	args = make([]reflect.Value, 0)
	methodValue.Call(args)
	//ReflectCallFuncNoArgs

}
//可以用u.ReflectCallFuncXXX直接调用的,但是如果要通过反射,那么首先要将方法注册,也就是MethodByName,然后通过反射调用methodValue.Call

Golang的反射reflect性能

Golang的反射很慢

//这里取出来的 field 对象是 reflect.StructField 类型,但是它没有办法用来取得对应对象上的值。
type_ := reflect.TypeOf(obj)
field, _ := type_.FieldByName("hello")
//如果要取值,得用另外一套对object,而不是type的反射
//fieldValue类型是 reflect.Value. 它是一个具体的值,而不是一个可复用的反射对象了,每次反射都需要malloc这个reflect.Value结构体,并且还涉及到GC。
type_ := reflect.ValueOf(obj)
fieldValue := type_.FieldByName("hello")

Golang reflect慢主要有两个原因:

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