Go语言之反射

来自本人公众号：灰子学技术

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/SBqx0theCm-GWzV6CPIAYA

笔者原本是C++开发人员，之前对于反射没太大概念，学了GO之后，才开始接触，在研究了一段时间之后，有了些认识，便整理一个帖子，希望对大家有所帮助。

在学习反射的时候，笔者一直在问自己，反射是什么？为什么要用到反射？它是怎么实现的？笔者觉得，在知道这些问题的答案之后，才算是真正了解反射。下面笔者便从这些问题来着手整理反射。

一、反射是什么？

维基百科上的定义：

在计算机科学中，反射是指计算机程序在运行时（Run time）可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。用比喻来说，反射就是程序在运行的时候能够“观察”并且“修改”自己的行为。

《Go 语言圣经》中是这样定义反射的：

Go 语言提供了一种机制在运行时更新变量和检查它们的值、调用它们的方法，但是在编译时并不知道这些变量的具体类型，这称为反射机制。

通过上面的描述，我们能看出来，反射是“元编程”的一种实现手段，它表现在运行阶段，是对运行代码的一种再编译。

二、反射能干什么？

这里只是针对GO语言的反射来描述，反射主要用在下面两种情况下：

场景一：

参数的入参是空的interface，也就是说参数的入参需要在该函数被执行的时候，才能知道这个入参到底是什么类型。

这种情况产生的原因: 往往是函数定义的时候，希望该入参可以支持很多的数据类型，或者说定义该函数的时候，并没有想好这个入参应该是什么数据类型。

例如: json的序列化操作。

场景二：

程序在执行到一处代码的时候，它到底要调用哪一个函数，取决于当前传递的数据是什么规则，而不同的规则需要调用不同的函数，这种情况下也需要用到反射。

例如：webserver在接收到不同的uri的时候，需要使用不同的函数来处理，这就是很典型的一个例子。

所有的事情都有正反两面，反射也不例外，引入反射之后，会有下面的一些不好的地方：

1.代码可读性变低，对开发人员不是那么友好，阅读代码的难度上升一个层级。

2.反射使用后，会避过了编译阶段的类型检查，导致原本有可能在编译阶段发现的问题被隐藏掉。

3.反射对性能影响还是比较大的，比正常代码运行速度慢一到两个数量级，如果系统对性能要求很高，就需要慎用反射。

三、反射是怎么使用的？

在此之前，我们需要先看下，反射的三个定律，如下所示：

1.Reflection goes from interface value to reflection object.(反射能够将 interface 中的类型和值转换成真实的反射对象。)

2.Reflection goes from reflection object to interface value.(反射能够将真实的反射对象转变成真实类型。)

3.To modify a reflection object, the value must be settable.(如果像修改反射生成的反射对象，这个数值必须是可修改的。)

定律一：将空接口转换成反射对象

我们通过reflect.Typeof()来显示，真实的对象类型，例子如下：

func TypeOf(i interface{}) Type  //  Typeof()的定义可以看出参数是一个空的interface

我们通过reflect.ValueOf()来显示真实对象存储的数值，例子如下所示：

type Value struct {// contains filtered or unexported fields}

func ValueOf(i interface{})Value // ValueOf的入参也是一个空接口

通过MethodByName来获取对应名称的函数，并调用

备注：GetName()原本只是一个返回值，但是输出结果却是[Hello]数组的原因是，Value.Call()函数的返回值是一个[]reflect.Value的数组。

定律二：将反射对象转换成原类型

reflect.ValueOf转换成的反射类型，可以通过Interface方法把它恢复成一个接口值，当然我们可以直接将这个接口值转换成对应的原数据，例子如下所示：

定律三：修改反射对象的值

reflect.ValueOf函数返回的是一份值的拷贝，所以直接对这个值进行修改是无意义的，因为它不会更改原来的那个值。

要想修改原来的数值，需要借用指针的特性，进行修改，这里也就是定律三中提到的可设置性，通过Elem()来找到对应的原数据值。

例子如下所示：

四、反射的原理是什么？

反射的实现是以空接口作为基础的，可以说空的接口是反射实现的基石。空接口类似于C语言中的void*，它可以转换成任何类型的数值。

当我们使用反射特性时，实际上用到的就是存储在 interface 变量中的和类型相关的信息，也就是常说的 <type, value>。

主要涉及到的数据结构和函数如下所示：

五、参考文档：

Go语言三大反射定律：https://blog.golang.org/laws-of-reflection

Go接口详解：https://zhuanlan.zhihu.com/p/27055513

深度解密Go语言之反射：https://zhuanlan.zhihu.com/p/64884660

灰子学技术：

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