Golang的反射reflect深入理解和示例

在计算机科学领域,反射是指一类应用,它们能够自描述和自控制。也就是说,这类应用通过采用某种机制来实现对自己行为的描述(self-representation)和监测(examination),并能根据自身行为的状态和结果,调整或修改应用所描述行为的状态和相关的语义。

每种语言的反射模型都不同,并且有些语言根本不支持反射。Golang语言实现了反射,反射机制就是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,只要包含这个包就可以使用。

多插一句,Golang的gRPC也是通过反射实现的。

interface 和 反射

在讲反射之前,先来看看Golang关于类型设计的一些原则

变量包括(type, value)两部分

理解这一点就知道为什么nil != nil了

type 包括 static type和concrete type. 简单来说 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.

接下来要讲的反射,就是建立在类型之上的,Golang的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。

在Golang的实现中,每个interface变量都有一个对应pair,pair中记录了实际变量的值和类型:

(value, type)

reflect的基本功能TypeOf和ValueOf

既然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。那么在Golang的reflect反射包中有什么样的方式可以让我们直接获取到变量内部的信息呢? 它提供了两种类型(或者说两个方法)让我们可以很容易的访问接口变量内容,分别是reflect.ValueOf() 和 reflect.TypeOf(),看看官方的解释

// ValueOf returns a new Value initialized to the concrete value
// stored in the interface i.  ValueOf(nil) returns the zero 
func ValueOf(i interface{}) Value {...}

翻译一下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


// TypeOf returns the reflection Type that represents the dynamic type of i.
// If i is a nil interface value, TypeOf returns nil.
func TypeOf(i interface{}) Type {...}

翻译一下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

reflect.TypeOf()是获取pair中的type,reflect.ValueOf()获取pair中的value,示例如下:

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func main() {
	var num float64 = 1.2345

	fmt.Println("type: ", reflect.TypeOf(num))
	fmt.Println("value: ", reflect.ValueOf(num))
}

运行结果:
type:  float64
value:  1.2345

说明

reflect.TypeOf: 直接给到了我们想要的type类型,如float64、int、各种pointer、struct 等等真实的类型

reflect.ValueOf:直接给到了我们想要的具体的值,如1.2345这个具体数值,或者类似&{1 “Allen.Wu” 25} 这样的结构体struct的值

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。不过,我们可能是已知原有类型,也有可能是未知原有类型,因此,下面分两种情况进行说明。

已知原有类型【进行“强制转换”】

已知类型后转换为其对应的类型的做法如下,直接通过Interface方法然后强制转换,如下:

realValue := value.Interface().(已知的类型)

示例如下:

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
	convertPointer := pointer.Interface().(*float64)
	convertValue := value.Interface().(float64)

	fmt.Println(convertPointer)
	fmt.Println(convertValue)
}

运行结果
0xc42000e238
1.2345

说明

  • 转换的时候,如果转换的类型不完全符合,则直接panic,类型要求非常严格!
  • 转换的时候,要区分是指针还是指
  • 也就是说反射可以将“反射类型对象”再重新转换为“接口类型变量”