golang的反射機制與實踐（上）

寫在前面

反射機制是一個很重要的內容，當咱們寫框架的時候，要想要鬆耦合，高複用，那麼就有不少地方都須要用到反射，可謂是中高級程序員必須掌握的知識點

不少後臺語言都有反射機制，但它們的使用原理大多都是同樣的

各語言不一樣的地方，大體就是代碼實現方式不一致罷了

其根本，都是從變量獲得反射對象，再由反射對象去操做原變量

好了，步入正題

什麼是反射

我就用一句話來歸納吧

使用反射，可讓咱們在程序運行時對任意類型的對象進行操做

注意操做這兩個字，操做是指：能夠獲取對象的信息、改變對象的值、調用對象的方法、甚至是建立一個對象

說到這你可能有點困惑，咱們在編寫代碼的時候不就已經把該實例化的象進行了實例化，該調用的方法都調用了嘛？爲何寫程序的時候不調用方法，偏要在運行時去進行這些操做？

其實問題就在這裏，若是咱們在寫程序的時候，一切的對象與方法都可以肯定了，那還要反射作什麼？

正是由於咱們在寫程序的時候，要想寫一些「萬能程序」，用於下降代碼的耦合度，因此咱們才須要反射，用於處理一些未知的對象

想一想，當咱們寫一個方法，無論別人往咱們這個方法內傳入什麼樣的參數，最後咱們的函數都能給別人所須要的內容。是否是感受很牛逼？

反射的使用原理

我這裏主要說使用反射的原理，並非刨析反射的底層原理，有興趣想要探索原理的讀者大人，能夠去看看go的reflect包源碼

先給大家上個圖，看懂這個關係圖，後面的文字基本也就能夠不看了

沒看懂不要緊，稍微解釋就能明白~~

咱們定義的一個變量，不論是基本類型int，仍是一個結構體Employee，咱們均可以經過reflect.TypeOf()獲取他的反射類型Type，也能夠經過reflect.ValueOf()去獲取他的反射值Value

咱們學習反射，其實就是學習如何使用原變量，去取得reflect.Type或者reflect.Value這種反射對象；再使用這個反射對象Type以及Value，反過來對原變量進行操做

弄明白了這個道理，那一切都將變得簡單

剩下的，咱們只是須要去學習reflect包中提供的方法。當咱們須要要怎麼操做變量，就使用其提供的對應方法便可

反射的注意事項與細節

Type與Kind的區別是什麼？

Type是類型，Kind是類別，聽起來有點繞，他們之間的關係爲Type是Kind的子集

若是變量是基本類型，那麼Type與Kind獲得的結果是一致的，好比變量爲int類型，Type與Kind的值相等，都爲int

但當變量爲結構體時，Type與Kind的值就不同了

咱們來看個實際案例

func main() {
	var emp Employee
	emp = Employee{
		Name: "naonao",
		Age:  99,
	}
	rVal := reflect.ValueOf(emp)
	log.Printf("Kind is %v ,Type is %v",
		rVal.Kind(),
		rVal.Type())
	// Kind is struct ,Type is main.Employee
}
複製代碼

能夠看到，Kind的值是struct,而Type的值是包名.Employee

反射如何在變量與reflect.Value之間切換？

變量能夠轉換成interface{}以後，再轉換成reflect.Value類型，既然空接口能夠轉換成Value類型，那麼天然也能夠反過來轉換成變量

用個表達式來表示，就以下所示

變量<----->interface{}<----->reflect.Value

利用空接口來進行中轉，這樣變量與Value之間就能夠實現互相轉換了

下面咱們再說如何用代碼實現轉換

如何使用反射獲取變量自己的值？

這裏咱們要注意一下，reflect.ValueOf()獲得的值是reflect.Value類型，並非變量自己的值

var num = 1
rVal := reflect.ValueOf(num)
log.Printf("num is %v", num + rVal)
複製代碼

這段代碼會報錯invalid operation: num + rVal (mismatched types int and reflect.Value)

很明顯，rVal是屬於reflect.Value類型，不能與int類型相加

那怎樣才能得到它自己的值呢？

若是是基本類型，好比var num int,那麼使用reflect包裏提供的轉換方法便可reflect.ValueOf(num).Int()

或者是float，那就調用reflect.ValueOf(num).float()，若是是其它的基本類型，須要的時候去文檔裏面找找便可

但若是是咱們本身定義的結構體，由於reflect包沒法肯定咱們本身定義了什麼結構體，因此自己並不會帶有結構體轉換的方法，那麼咱們只能經過類型斷言來進行轉換

也就是上面說的，利用空接口進行中轉，再利用斷言進行類型轉換，能夠看以下代碼示例

// Employee 員工
type Employee struct {
	Name string
	Age  int
}

func main() {
	emp := &Employee{
		Name: "naonao",
		Age:  99,
	}
	reflectPrint(emp)
}

func reflectPrint(v interface{}) {
	rVal := reflect.ValueOf(v)   // 獲取reflect.Value
	iV := rVal.Interface()       // 利用空接口進行中轉
	empVal, ok := iV.(*Employee) // 利用斷言轉換
	if ok {
		// 若是成功轉換則打印結構體
		log.Print(empVal)
	}
}

複製代碼

這裏我只是進行了一個簡單的判斷，若是想要進行完整的判斷，仍是須要藉助swith語句，下篇會提到。也能夠參照reflect包的單元測試文件

經過反射來修改變量

先來看看代碼如何實現

func main() {
	var num = 1
	modifyValue(&num)// 傳遞地址
	log.Printf("num is %v", num)// num is 20
}

func modifyValue(i interface{}) {
	rVal := reflect.ValueOf(i)
	rVal.Elem().SetInt(20)
}
複製代碼

細心的你確定發現了一點異常，函數接收的參數再也不是值了，而是接受了一個指針地址

改變值的時候，先調用了Elem()方法，再進行了一個SetInt()的操做

爲何直接傳值不行呢？由於reflect包中提供的全部修改變量值的方法，都是對指針進行的操做

那爲何還要先使用Elem()呢？由於Elem()的做用，就是取得指針地址所對應的值，取到值了，咱們才能對值進行修改

總不可能連值都沒拿到手，就想着去改值吧？

如何理解reflect.Value.Elem()

關於Elem()的使用能夠簡單的理解爲

num := 1
prt *int := &num // 獲取num的指針地址
num2 := *ptr // 從指針處取值
複製代碼

由於咱們傳遞了一個地址，因此咱們要先拿到這個地址的指針，再經過指針去取得所對應的值

reflect包底層實現就是基於這個原理，不過它的底層代碼加了較多的判斷，用來保證穩定性

寫在最後

這篇先說些基礎概念，下篇咱們再從實踐出發，看看在什麼地方須要使用反射，又該如何使用reflect包提供的方法去實現

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