1 reflect反射

• 1）反射定义：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。

• 2）GO 反射的意义：Go 语言的 ORM 库离不开它，Go 语言的 json 序列化库离不开它， fmt包字
  符串格式化离不开它，Go 语言的运行时更是离不开它。

• 3）反射的目标：

  1. 获取变量的类型信息，例如这个类型的名称、占用字节数、所有的方法列表、所有的内部字段结
     构、它的底层存储类型等等。
  2. 动态的修改变量内部字段值。比如 json 的反序列化，你有的是对象内部字段的名称和相应的值，
     你需要把这些字段的值循环填充到对象相应的字段里。

• 4）go语言中的反射通过refect包实现，reflect包实现了运行时反射，允许程序操作任意类型的对象。reflect包中的两个关键数据类Type和Value。

func TypeOf(v interface{}) Type // 返回类型 实际是接口
func ValueOf(v interface{}) Value // 返回值 结构体例如：
var s int = 12
fmt.Println(reflect.TypeOf(s))  // output: int
fmt.Println(reflect.ValueOf(s)) // output: 12

2 reflect反射-利弊

1.1 反射的好处

1. 为了降低多写代码造成的bug率，做更好的归约和抽象。
2. 为了灵活、好用、方便，做动态解析、调用和处理。
3. 为了代码好看、易读、提高开发效率，补足与动态语言之间的一些差别。

1.2 反射的弊端

1. 与反射相关的代码，经常是难以阅读的。在软件工程中，代码可读性也是一个非常重要的指标。
2. Go 语言作为一门静态语言，编码过程中，编译器能提前发现一些类型错误，但是对于反射代码是无能为
   力的。所以包含反射相关的代码，很可能会运行很久，才会出错，这时候经常是直接 panic，可能会造成
   严重的后果。
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。所以，对于一个项目中处于运
   行效率关键位置的代码，尽量避免使用反射特性。

3 reflect反射-Type

3.1 Type

• 1）Type：Type类型用来表示一个go类型。
• 2）不是所有go类型的Type值都能使用所有方法。请参见每个方法的文档获取使用限制。在调用有分类限定的方法时，应先使用Kind方法获知类型的分类。调用该分类不支持的方法会导致运行时的panic。
• 3）获取Type对象的方法：func TypeOf(i interface{}) Type。
  例如：

str := "aaa"
res_type := reflect.TypeOf(str)
fmt.Println(res_type) //stringint1 := 1
res_type2 := reflect.TypeOf(int1)
fmt.Println(res_type2) //int

3.2 reflect.Type通用方法

func (t *rtype) String() string // 获取 t 类型的字符串描述，不要通过 String 来判断两种类型是否一致。
func (t *rtype) Name() string // 获取 t 类型在其包中定义的名称，未命名类型则返回空字符串。
func (t *rtype) PkgPath() string // 获取 t 类型所在包的名称，未命名类型则返回空字符串。
func (t *rtype) Kind() reflect.Kind // 获取 t 类型的类别。
func (t *rtype) Size() uintptr // 获取 t 类型的值在分配内存时的大小，功能和 unsafe.SizeOf 一样。
func (t *rtype) Align() int // 获取 t 类型的值在分配内存时的字节对齐值。
func (t *rtype) FieldAlign() int // 获取 t 类型的值作为结构体字段时的字节对齐值。
func (t *rtype) NumMethod() int // 获取 t 类型的方法数量。
func (t *rtype) Method() reflect.Method // 根据索引获取 t 类型的方法，如果方法不存在，则 panic。
// 如果 t 是一个实际的类型，则返回值的 Type 和 Func 字段会列出接收者。
// 如果 t 只是一个接口，则返回值的 Type 不列出接收者，Func 为空值。
func (t *rtype) MethodByName(string) (reflect.Method, bool) // 根据名称获取 t 类型的方法。
func (t *rtype) Implements(u reflect.Type) bool // 判断 t 类型是否实现了 u 接口。
func (t *rtype) ConvertibleTo(u reflect.Type) bool // 判断 t 类型的值可否转换为 u 类型。
func (t *rtype) AssignableTo(u reflect.Type) bool // 判断 t 类型的值可否赋值给 u 类型。
func (t *rtype) Comparable() bool // 判断 t 类型的值可否进行比较操作
//注意对于：数组、切片、映射、通道、指针、接口
func (t *rtype) Elem() reflect.Type // 获取元素类型、获取指针所指对象类型，获取接口的动态类型

例如：

package mainimport ("fmt""reflect"
)type Skills interface {reading()running()
}type Student struct {Age  intName string
}func (self Student) runing() {fmt.Printf("%s is running\n", self.Name)
}
func (self Student) reading() {fmt.Printf("%s is reading\n", self.Name)
}func main() {stu1 := Student{Name: "aaa", Age: 34}inf := new(Skills)stu_type := reflect.TypeOf(stu1)fmt.Println("类型stu_type:", stu_type) //main.Studentfmt.Println(stu_type.String())       //main.Studentfmt.Println(stu_type.Name())         //Studentfmt.Println(stu_type.PkgPath())      //mainfmt.Println(stu_type.Kind())         //structfmt.Println(stu_type.Size())         //24fmt.Println("===================")inf_type := reflect.TypeOf(inf).Elem()                          //  获取指针所指的对象类型fmt.Println("\n类型inf_type:", inf_type)                          //main.Skillsfmt.Println(inf_type.NumMethod())                               //2fmt.Println(inf_type.Method(0), "and", inf_type.Method(0).Name) // {reading main func() <invalid Value> 0} adn readingfmt.Println(inf_type.MethodByName("reading"))                   //{reading main func() <invalid Value> 0} true}

3.3 reflect.Type其他方法

// 数值
func (t *rtype) Bits() int // 获取数值类型的位宽，t 必须是整型、浮点型、复数型
// 数组
func (t *rtype) Len() int // 获取数组的元素个数
// 映射
func (t *rtype) Key() reflect.Type // 获取映射的键类型
// 通道
func (t *rtype) ChanDir() reflect.ChanDir // 获取通道的方向
// 结构体
func (t *rtype) NumField() int // 获取字段数量
func (t *rtype) Field(int) reflect.StructField // 根据索引获取字段
func (t *rtype) FieldByName(string) (reflect.StructField, bool) // 根据名称获取字段
func (t *rtype) FieldByNameFunc(match func(string) bool) (reflect.StructField, bool) // 根据指定的匹配函数 math 获取字段
func (t *rtype) FieldByIndex(index []int) reflect.StructField // 根据索引链获取嵌套字段
// 函数
func (t *rtype) NumIn() int // 获取函数的参数数量
func (t *rtype) In(int) reflect.Type // 根据索引获取函数的参数信息
func (t *rtype) NumOut() int // 获取函数的返回值数量
func (t *rtype) Out(int) reflect.Type // 根据索引获取函数的返回值信息
func (t *rtype) IsVariadic() bool // 判断函数是否具有可变参数。

例如：

package mainimport ("fmt""reflect"
)type Skills interface {reading()running()
}type Student struct {Name string "json:name"Age  int    "json:age"
}func (self Student) runing() {fmt.Printf("%s is running\n", self.Name)
}
func (self Student) reading() {fmt.Printf("%s is reading\n", self.Name)
}
func main() {stu1 := Student{Name: "aaa", Age: 34}stu_type := reflect.TypeOf(stu1)fmt.Println(stu_type.NumField())          //2fmt.Println(stu_type.Field(0))            //{Name  string  0 [0] false}fmt.Println(stu_type.FieldByName("Name")) //{{Age  int  16 [1] false} truefmt.Println(stu_type.Field(1))            //{Name  string  0 [0] false}fmt.Println(stu_type.FieldByName("Age"))  //{{Age  int  16 [1] false} true
}

3.3 Type结构
rtype 实现了 Type 接口的所有方法。剩下的不同的部分信息各种特殊类型结构体都不一样。可以将 rtype 理解成父类，特殊类型的结构体是子类，会有一些不一样的字段信息。

源码路径：C:\go\src\reflect\type.go

// 基础类型 rtype 实现了 Type 接口
type rtype struct {
size uintptr // 占用字节数
ptrdata uintptr
hash uint32 // 类型的hash值
...
kind uint8 // 元类型
...
}
// 切片类型
type sliceType struct {
rtype
elem *rtype // 元素类型
}
// 结构体类型
type structType struct {
rtype
pkgPath name // 所在包名
fields []structField // 字段列表
}

4 reflect.Value方法

• 1）reflect.Value.Kind()：获取变量类别，返回常量。常量可能的值如下：

const (
Invalid Kind = iota //不存在的类型
Bool
Int
Int8
Int16
Int32
Int64
Uint
Uint8
Uint16
Uint32
Uint64
Uintptr // 指针的整数类型
Float32
Float64
Complex64
Complex128
Array
Chan
Func
Interface
Map
Ptr
Slice
String
Struct
UnsafePointer
)

例如：

str := "aaa"
val := reflect.ValueOf(str).Kind()
fmt.Println(val) //string

• 2）获取值的方法：

func (v Value) Int() int64 // 获取int类型值，如果 v 值不是有符号整型，则 panic。
func (v Value) Uint() uint64 // 获取unit类型的值，如果 v 值不是无符号整型（包括 uintptr），则 panic。
func (v Value) Float() float64 // 获取float类型的值，如果 v 值不是浮点型，则 panic。
func (v Value) Complex() complex128 // 获取复数类型的值，如果 v 值不是复数型，则 panic。
func (v Value) Bool() bool // 获取布尔类型的值，如果 v 值不是布尔型，则 panic。
func (v Value) Len() int // 获取 v 值的长度，v 值必须是字符串、数组、切片、映射、通道。
func (v Value) Cap() int // 获取 v 值的容量，v 值必须是数值、切片、通道。
func (v Value) Index(i int) reflect.Value // 获取 v 值的第 i 个元素，v 值必须是字符串、数组、切片，i 不能超出范围。
func (v Value) Bytes() []byte // 获取字节类型的值，如果 v 值不是字节切片，则 panic。
func (v Value) Slice(i, j int) reflect.Value // 获取 v 值的切片，切片长度 = j - i，切片容量 = v.Cap() - i。
// v 必须是字符串、数值、切片，如果是数组则必须可寻址。i 不能超出范围。
func (v Value) Slice3(i, j, k int) reflect.Value // 获取 v 值的切片，切片长度 = j - i，切片容量 = k - i。
// i、j、k 不能超出 v 的容量。i <= j <= k。
// v 必须是字符串、数值、切片，如果是数组则必须可寻址。i 不能超出范围。
func (v Value) MapIndex(key Value) reflect.Value // 根据 key 键获取 v 值的内容，v 值必须是映射。
// 如果指定的元素不存在，或 v 值是未初始化的映射，则返回零值（reflect.ValueOf(nil)）
func (v Value) MapKeys() []reflect.Value // 获取 v 值的所有键的无序列表，v 值必须是映射。
// 如果 v 值是未初始化的映射，则返回空列表。
func (v Value) OverflowInt(x int64) bool // 判断 x 是否超出 v 值的取值范围，v 值必须是有符号整型。
func (v Value) OverflowUint(x uint64) bool // 判断 x 是否超出 v 值的取值范围，v 值必须是无符号整型。
func (v Value) OverflowFloat(x float64) bool // 判断 x 是否超出 v 值的取值范围，v 值必须是浮点型。
func (v Value) OverflowComplex(x complex128) bool // 判断 x 是否超出 v 值的取值范围，v 值必须是复数型。

• 3）设置值的方法：

func (v Value) SetInt(x int64) //设置int类型的值
func (v Value) SetUint(x uint64) // 设置无符号整型的值
func (v Value) SetFloat(x float64) // 设置浮点类型的值
func (v Value) SetComplex(x complex128) //设置复数类型的值
func (v Value) SetBool(x bool) //设置布尔类型的值
func (v Value) SetString(x string) //设置字符串类型的值
func (v Value) SetLen(n int) // 设置切片的长度，n 不能超出范围，不能为负数。
func (v Value) SetCap(n int) //设置切片的容量
func (v Value) SetBytes(x []byte) //设置字节类型的值
func (v Value) SetMapIndex(key, val reflect.Value) //设置map的key和value，前提必须是初始化以后，存在覆盖、不存在添加

例如：

// 获取和设置普通类型的值
package mainimport ("fmt""reflect"
)func main() {// 1. 获取值str := "aaa"age := 11fmt.Println(reflect.ValueOf(str).String()) //获取str的值，结果aaafmt.Println(reflect.ValueOf(age).Int())    //获取age的值，结果11str2 := reflect.ValueOf(&str)              //获取Value类型// 2. 设置值str2.Elem().SetString("bbb")  //设置值fmt.Println(str2.Elem(), age) //bbb 11// 3. 通过反射获取其Value的地址类型变量，修改该变量原来的变量age也会跟着变age2 := reflect.ValueOf(&age) //获取Value类型fmt.Println("age2:", age2)    //0xc000012090age2.Elem().SetInt(40) //设置值fmt.Println("age:", age)fmt.Println("reflect.ValueOf(age):", reflect.ValueOf(age))
}

• 4）其他方法：

//结构体相关：
func (v Value) NumField() int // 获取结构体字段（成员）数量
func (v Value) Field(i int) reflect.Value //根据索引获取结构体字段
func (v Value) FieldByIndex(index []int) reflect.Value // 根据索引链获取结构体嵌套字段
func (v Value) FieldByName(string) reflect.Value // 根据名称获取结构体的字段，不存在返回reflect.ValueOf(nil)
func (v Value) FieldByNameFunc(match func(string) bool) Value // 根据匹配函数 match 获取字段,如果没有匹配的字段，则返回
零值（reflect.ValueOf(nil)）
//通道相关：
func (v Value) Send(x reflect.Value)// 发送数据（会阻塞），v 值必须是可写通道。
func (v Value) Recv() (x reflect.Value, ok bool) // 接收数据（会阻塞），v 值必须是可读通道。
func (v Value) TrySend(x reflect.Value) bool // 尝试发送数据（不会阻塞），v 值必须是可写通道。
func (v Value) TryRecv() (x reflect.Value, ok bool) // 尝试接收数据（不会阻塞），v 值必须是可读通道。
func (v Value) Close() // 关闭通道
//函数相关
func (v Value) Call(in []Value) (r []Value) // 通过参数列表 in 调用 v 值所代表的函数（或方法）。函数的返回值存入 r 中返回。
// 要传入多少参数就在 in 中存入多少元素。
// Call 即可以调用定参函数（参数数量固定），也可以调用变参函数（参数数量可变）。
func (v Value) CallSlice(in []Value) []Value	//调用变参函数老师

例子1：

package mainimport ("fmt""reflect"
)type Skills interface {reading()running()
}type Student struct {Name string "json:name"Age  int    "json:age"
}func (self Student) runing() {fmt.Printf("%s is running\n", self.Name)
}
func (self Student) reading() {fmt.Printf("%s is reading\n", self.Name)
}
func main() {stu1 := Student{Name: "aaa", Age: 34}stu_type := reflect.TypeOf(stu1)fmt.Println(stu_type.NumField())          //2fmt.Println(stu_type.Field(0))            //{Name  string  0 [0] false}fmt.Println(stu_type.FieldByName("Name")) //{{Age  int  16 [1] false} truefmt.Println(stu_type.Field(1))            //{Name  string  0 [0] false}fmt.Println(stu_type.FieldByName("Age"))  //{{Age  int  16 [1] false} true
}

结果：

例子2：

//通过反射调用结构体中的方法，通过reflect.Value.Method(i int).Call()
//或者reflect.Value.MethodByName(name string).Call()实现
package mainimport ("fmt""reflect"
)type Student struct {Name stringAge  int
}func (this *Student) SetName(name string) {this.Name = namefmt.Printf("set name %s\n", this.Name)
}func (this *Student) SetAge(age int) {this.Age = agefmt.Printf("set age %d\n", age)
}func (this *Student) String() string {fmt.Printf("this is %s\n", this.Name)return this.Name
}func (this *Student) SetAgeAndName(age int, name string) {this.Age = agefmt.Printf("set age %d, name:%s\n", age, name)
}func main() {// 1. 通过名称来调用方法stu1 := &Student{Name: "aaa", Age: 18}val := reflect.ValueOf(stu1)         //获取Value类型，也可以使用reflect.ValueOf(&stu1).Elem()val.MethodByName("String").Call(nil) //调用String方法params := make([]reflect.Value, 1)params[0] = reflect.ValueOf(18)val.MethodByName("SetAge").Call(params) //通过名称调用方法params = make([]reflect.Value, 2)params[0] = reflect.ValueOf(18)params[1] = reflect.ValueOf("ccc")val.MethodByName("SetAgeAndName").Call(params)params = make([]reflect.Value, 1) // 先重设参数个数为1，否则下面会报错误。// 2. 通过索引来调用方法。但可能不太安全。params[0] = reflect.ValueOf("bbb")// val.Method(1).Call(params) //通过方法索引调用val.Method(2).Call(params) //通过方法索引调用	通过索引的方式拿到函数不安全，因为可能每次方法对应的索引不太一样，参数传错可能报错，//这点需要注意！！！fmt.Println(stu1.Name, stu1.Age)}

结果：

5 reflect.Value 结构体

简单看看即可。

type Value struct {typ *rtype // 变量的类型结构体ptr unsafe.Pointer // 数据指针flag uintptr // 标志位
}

6 Go 语言官方的反射三大定律

官方对 Go 语言的反射功能做了一个抽象的描述，总结出了三大定律：

1. Reflection goes from interface value to reflection object.
2. Reflection goes from reflection object to interface value.
3. To modify a reflection object, the value must be settable.

• 1）第一个定律的意思是反射将接口变量转换成反射对象 Type 和 Value。

func TypeOf(v interface{}) Type 
func ValueOf(v interface{}) Value

• 2）第二个定律的意思是反射可以通过反射对象 Value 还原成原先的接口变量，这个指的就是 Value
  结构体提供的 Interface() 方法。

func (v Value) Interface() interface{}

• 3）第三个定律的功能不是很好理解，它的意思是想用反射功能来修改一个变量的值，前提是这个
  值可以被修改。
  值类型的变量是不可以通过反射来修改，因为在反射之前，传参的时候需要将值变量转换成接口变量，值内容会被浅拷贝，反射对象 Value 指向的数据内存地址不是原变量的内存地址，而是拷贝后的内存地址。这意味着如果值类型变量可以通过反射功能来修改，那么修改操作根本不会影响到原变量的值，那就白白修改了。所以 reflect 包就直接禁止了通过反射来修改值类型的变量。

例如：

package mainimport ("fmt""reflect"
)func test1() {var s int = 42var v = reflect.ValueOf(s)v.SetInt(43)fmt.Println(s)
}
func test2() {var s int = 42// 反射指针类型var v = reflect.ValueOf(&s)// 要拿出指针指向的元素进行修改v.Elem().SetInt(43)fmt.Println(s)
}
func main() {test1()test2()
}

结果，会在对应设置值的行数报错，例如这里的test1：

7 测试使用反射和不使用反射时的计算效率

package mainimport ("fmt""reflect""time"
)// 测试一百万次计算，使用与不使用反射的效率
const N = 1000000func test1() {var sum = 0t0 := time.Now()for i := 0; i < (N); i++ {var s int = 42// 反射指针类型var v = reflect.ValueOf(&s)// 要拿出指针指向的元素进行修改v.Elem().SetInt(43)sum += s}elapsed := time.Since(t0)fmt.Println("反射赋值 ", "N:", N, "time:", elapsed, ", sum:", sum)
}func test2() {var sum = 0t0 := time.Now()for i := 0; i < (N); i++ {var s int = 42s = 43sum += s}elapsed := time.Since(t0)fmt.Println("直接赋值 ", "N:", N, "time:", elapsed, ", sum:", sum)
}
func main() {//test1()// 反射赋值  N: 1000000 time: 33.0614ms , sum: 43000000test2() //直接赋值  N: 1000000 time: 953.8µs , sum: 43000000
}

下面结果看出，在进行计算比较多或者核心代码即要求高效率的话，不要使用反射去计算，否则效率大大降低。

test1()// 反射赋值  N: 1000000 time: 33.0614ms , sum: 43000000
test2() //直接赋值  N: 1000000 time: 953.8µs , sum: 43000000