深入理解Golang的reflect原理

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1. 什么是reflect？

反射是指在运行期对程序本身进行访问和修改的能力。程序编译后，变量被转换为内存地址，而变量名无法被编译器写入可执行部分。在运行程序时，程序无法获取自身的信息。

支持反射的语言可以在编译器将变量的反射信息如字段名称、类型信息等整合到可执行文件中，并给程序提供接口访问反射信息，这样可以在程序运行期获取类型的反射信息，并修改他们。

反射：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

Go使用reflect包访问程序的反射信息。

支持反射的语言：Go、Java、C#，而C/C++没有反射功能。
Lua，JavaScript动态语言，可以在运行期访问程序自身的值与类型，故不需要反射特性

Go提供了一种在运行时更新和检查变量的值、调用变量的方法的机制，但在编译器不知道这些变量的具体类型，这种机制被称为反射

2. reflect 使用场景

示例1:

示例2：

interface类型值

3. reflect 实现原理

interface

3.1 反射的基础： interface{}

interface{} 存储结构

go 的接口是由两部分组成的，一部分是类型信息，另一部分是数据信息。

bint1bb

befacesrc/runtime/runtime2.go

一个 interface{} 中实际上既包含了变量的类型信息，也包含了类型的数据。

3.2 反射对象 reflect.Type & reflect.Value

reflect.TypeOf ：返回反射类型（returns the reflection Type that represents the dynamic type of i）
reflect.ValueOf：返回反射值（returns a new Value initialized to the concrete value）

接口类型变量反射类型对象

reflect.TypeOf() 源码:

reflect.ValueOf() 源码:

TypeOfValueOfinterface{}reflect.Typereflect.Valuereflect.TypeOfreflect.ValueOf

3.3 反射定律

在 go 官方博客中关于反射的文章 laws-of-reflection 中，提到了三条反射定律：

interfaceinterfaceCanSet

关于这三条定律，官方博客已经有了比较完整的阐述，感兴趣的可以去看一下官方博客的文章。这里简单阐述一下：

interface

上文中举的例子中已经有了很清楚的表示，就不再举例了。

interface

reflect.Value.Interfaceinterfacereflect.ValueOfinterface{}

CanSet

reflect.Value.CanSetreflect.Value.Set

可设置要求：

反射对象是一个指针
这个指针指向的是一个可设置的变量

原因：

如果这个值只是一个普通的变量，这个值实际上被拷贝了一份。如果通过反射修改这个值，那么实际上是修改的这个拷贝的值，而不是原来的值。所以 go 语言在这里做了一个限制。

v.CanSet() == false

vv.Elem()

v.CanSet()false

示例

4. 常用的方法

4.1 Elem

Elemelementreflectreflect.Type的Elemreflect.Value

reflect.Type 的 Elem 方法

reflect.TypeElemreflect.Type

Elemreflect.TypeElempanic

mapkeyKeyElem

reflect.Value 的 Elem 方法

reflect.ValueElem

上文中，修改反射对象章节中，有具体例子。

4.2 Interface 方法

获取反射对象的动态值。也就是说，如果反射对象是一个指针，那么 Interface 方法会返回指针指向的值。

4.3 Kind 方法

Kind 表示的是 go 底层类型系统中的类型。

Kind

reflect.TypeKind

4.4 Type方法

reflect.Type

5. Reflect性能

首先我们来做一组测试：

我们可以通过以下的 benchmark 来对比一下：

addAny()addInt64()

慢的原因：

反射interface{}FieldByName

6. 总结

reflectinterface{}interface{}reflect.Typereflect.Valuereflect.Typereflect.ValueinterfaceinterfaceCanSetreflect.Valuereflect.TypeElemreflect.TypeElemarray、chan、map、pointerslicereflect.Typereflect.ValueElemreflect.Valuereflect.ValueInterfaceinterface{}TypeKindTypeKindint、string、struct