golang的反射机制与实践（上）

写在前面

反射机制是一个很重要的内容，当我们写框架的时候，要想要松耦合，高复用，那么就有很多地方都需要用到反射，可谓是中高级程序员必须掌握的知识点

很多后台语言都有反射机制，但它们的使用原理大多都是一样的

各语言不同的地方，大致就是代码实现方式不一致罢了

其根本，都是从变量得到反射对象，再由反射对象去操作原变量

好了，步入正题

什么是反射

我就用一句话来概括吧

使用反射，可以让我们在程序运行时对任意类型的对象进行操作

注意操作这两个字，操作是指：可以获取对象的信息、改变对象的值、调用对象的方法、甚至是创建一个对象

说到这你可能有点困惑，我们在编写代码的时候不就已经把该实例化的象进行了实例化，该调用的方法都调用了嘛？为什么写程序的时候不调用方法，偏要在运行时去进行这些操作？

其实问题就在这里，如果我们在写程序的时候，一切的对象与方法都能够确定了，那还要反射做什么？

正是因为我们在写程序的时候，要想写一些“万能程序”，用于降低代码的耦合度，所以我们才需要反射，用于处理一些未知的对象

想想，当我们写一个方法，不管别人往我们这个方法内传入什么样的参数，最后我们的函数都能给别人所需要的内容。是不是感觉很牛逼？

反射的使用原理

我这里主要说使用反射的原理，并不是刨析反射的底层原理，有兴趣想要探索原理的读者大人，可以去看看go的reflect包源码

先给你们上个图，看懂这个关系图，后面的文字基本也就可以不看了

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没看懂没关系，稍微解释就能明白~~

我们定义的一个变量，不管是基本类型 int ，还是一个结构体 Employee ，我们都可以通过 reflect.TypeOf() 获取他的反射类型 Type ，也可以通过 reflect.ValueOf() 去获取他的反射值 Value

我们学习反射，其实就是学习如何使用原变量，去取得 reflect.Type 或者 reflect.Value 这种反射对象；再使用这个反射对象 Type 以及 Value ，反过来对原变量进行操作

弄明白了这个道理，那一切都将变得简单

剩下的，我们只是需要去学习 reflect 包中提供的方法。当我们需要要怎么操作变量，就使用其提供的对应方法即可

反射的注意事项与细节

Type 与 Kind 的区别是什么？

Type 是类型， Kind 是类别，听起来有点绕， 他们之间的关系为 Type 是 Kind 的子集

如果变量是基本类型，那么 Type 与 Kind 得到的结果是一致的，比如变量为 int 类型， Type 与 Kind 的值相等，都为 int

但当变量为结构体时， Type 与 Kind 的值就不一样了

我们来看个实际案例

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
}

可以看到， Kind 的值是 struct ,而 Type 的值是 包名.Employee

反射如何在变量与 reflect.Value 之间切换？

变量可以转换成 interface{} 之后，再转换成 reflect.Value 类型，既然空接口可以转换成 Value 类型，那么自然也可以反过来转换成变量

用个表达式来表示，就如下所示

变量interface{}reflect.Value

利用空接口来进行中转，这样 变量 与 Value 之间就可以实现互相转换了

下面我们再说如何用代码实现转换

如何使用反射获取变量本身的值？

这里我们要注意一下， reflect.ValueOf() 得到的值是 reflect.Value 类型，并不是变量本身的值

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

这段代码会报错 invalid operation: num + rVal (mismatched types int and reflect.Value)

很明显， rVal 是属于 reflect.Value 类型，不能与 int 类型相加

那怎样才能获得它本身的值呢？

如果是基本类型，比如 var num int ,那么使用 reflect 包里提供的转换方法即可 reflect.ValueOf(num).Int()

或者是 float ，那就调用 reflect.ValueOf(num).float() ，如果是其它的基本类型，需要的时候去文档里面找找即可

但 如果是我们自己定义的结构体 ，因为 reflect 包无法确定我们自己定义了什么结构体，所以本身并不会带有结构体转换的方法，那么我们只能 通过类型断言来进行转换

也就是上面说的，利用空接口进行中转，再利用断言进行类型转换，可以看如下代码示例

// Employee 员工
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)   // 获取reflect.Value
    iV := rVal.Interface()       // 利用空接口进行中转
    empVal, ok := iV.(*Employee) // 利用断言转换
    if ok {
        // 如果成功转换则打印结构体
        log.Print(empVal)
    }
}

这里我只是进行了一个简单的判断，如果想要进行完整的判断，还是需要借助 swith 语句，下篇会提到。也可以参照 reflect 包的单元测试文件

通过反射来修改变量

先来看看代码如何实现

func main() {
    var num = 1
    modifyValue(#)// 传递地址
    log.Printf("num is %v", num)// num is 20
}

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

细心的你肯定发现了一点异常，函数接收的参数不再是值了，而是接受了一个指针地址

改变值的时候，先调用了 Elem() 方法，再进行了一个 SetInt() 的操作

为什么直接传值不行呢？ 因为 reflect 包中提供的所有修改变量值的方法，都是对指针进行的操作

那为什么还要先使用 Elem() 呢？因为 Elem() 的作用，就是取得指针地址所对应的值，取到值了，我们才能对值进行修改

总不可能连值都没拿到手，就想着去改值吧？

如何理解reflect.Value.Elem()

关于 Elem() 的使用可以简单的理解为

num := 1
prt *int := # // 获取num的指针地址
num2 := *ptr // 从指针处取值

因为我们传递了一个地址，所以我们要先拿到这个地址的指针，再通过指针去取得所对应的值

reflect 包底层实现就是基于这个原理，不过它的底层代码加了较多的判断，用来保证稳定性

写在最后

这篇先说些基础概念，下篇我们再从实践出发，看看在什么地方需要使用反射，又该如何使用 reflect 包提供的方法去实现

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