反射和 Interface 息息相關，而 Interface 是我們上一篇文章的內容。在開始正文前，和大家說點題外話。

上一篇關于 Interface 的文章發出后，獲得了很多的關注和閱讀。比如，登上了 GoCN 的每日新聞第一條：

可能是編輯者覺得這篇文章稱不上“深度解密”，把標題給小小地改動了下，哈哈~~

在博客園登上了 48 小時閱讀排行榜：

在開發者頭條 APP （類似于今日頭條，不過內容都是技術相關的，還挺有意思的）上收獲了 150 收藏，并被推薦到首頁最顯眼的 banner 位置，閱讀量達到了 1w 多，只是不知道這個數字是否是真實的，有點難以相信。

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閑話結束，今天要講的內容是反射，進入正題。下面是文章的提綱：

什么是反射

直接看維基百科上的定義：

在計算機科學中，反射是指計算機程序在運行時（Run time）可以訪問、檢測和修改它本身狀態或行為的一種能力。用比喻來說，反射就是程序在運行的時候能夠“觀察”并且修改自己的行為。

那我就要問個問題了：不用反射就不能在運行時訪問、檢測和修改它本身的狀態和行為嗎？

問題的回答，其實要首先理解什么叫訪問、檢測和修改它本身狀態或行為，它的本質是什么？

實際上，它的本質是程序在運行期探知對象的類型信息和內存結構，不用反射能行嗎？可以的！使用匯編語言，直接和內層打交道，什么信息不能獲取？但是，當編程遷移到高級語言上來之后，就不行了！就只能通過 反射來達到此項技能。

不同語言的反射模型不盡相同，有些語言還不支持反射。《Go 語言圣經》中是這樣定義反射的：

Go 語言提供了一種機制在運行時更新變量和檢查它們的值、調用它們的方法，但是在編譯時并不知道這些變量的具體類型，這稱為反射機制。

為什么要用反射

需要反射的 2 個常見場景：

有時你需要編寫一個函數，但是并不知道傳給你的參數類型是什么，可能是沒約定好；也可能是傳入的類型很多，這些類型并不能統一表示。這時反射就會用的上了。

有時候需要根據某些條件決定調用哪個函數，比如根據用戶的輸入來決定。這時就需要對函數和函數的參數進行反射，在運行期間動態地執行函數。

在講反射的原理以及如何用之前，還是說幾點不使用反射的理由：

與反射相關的代碼，經常是難以閱讀的。在軟件工程中，代碼可讀性也是一個非常重要的指標。

Go 語言作為一門靜態語言，編碼過程中，編譯器能提前發現一些類型錯誤，但是對于反射代碼是無能為力的。所以包含反射相關的代碼，很可能會運行很久，才會出錯，這時候經常是直接 panic，可能會造成嚴重的后果。

反射對性能影響還是比較大的，比正常代碼運行速度慢一到兩個數量級。所以，對于一個項目中處于運行效率關鍵位置的代碼，盡量避免使用反射特性。

反射是如何實現的

上一篇文章講到了 interface，它是 Go 語言實現抽象的一個非常強大的工具。當向接口變量賦予一個實體類型的時候，接口會存儲實體的類型信息，反射就是通過接口的類型信息實現的，反射建立在類型的基礎上。

Go 語言在 reflect 包里定義了各種類型，實現了反射的各種函數，通過它們可以在運行時檢測類型的信息、改變類型的值。

types 和 interface

Go 語言中，每個變量都有一個靜態類型，在編譯階段就確定了的，比如 int,float64,[]int 等等。注意，這個類型是聲明時候的類型，不是底層數據類型。

Go 官方博客里就舉了一個例子：

type MyInt int var i int var j MyInt

盡管 i，j 的底層類型都是 int，但我們知道，他們是不同的靜態類型，除非進行類型轉換，否則，i 和 j 不能同時出現在等號兩側。j 的靜態類型就是 MyInt。

反射主要與 interface{} 類型相關。前面一篇關于 interface 相關的文章已經探討過 interface 的底層結構，這里再來復習一下。

type iface struct { tab *itab data unsafe.Pointer } type itab struct { inter *interfacetype _type *_type link *itab hash uint32 bad bool inhash bool unused [2]byte fun [1]uintptr }

其中 itab 由具體類型 _type 以及 interfacetype 組成。 _type 表示具體類型，而 interfacetype 則表示具體類型實現的接口類型。

實際上，iface 描述的是非空接口，它包含方法；與之相對的是 eface，描述的是空接口，不包含任何方法，Go 語言里有的類型都 “實現了” 空接口。

type eface struct { _type *_type data unsafe.Pointer }

相比 iface， eface 就比較簡單了。只維護了一個 _type 字段，表示空接口所承載的具體的實體類型。 data 描述了具體的值。

還是用 Go 官方關于反射的博客里的例子，當然，我會用圖形來詳細解釋，結合兩者來看會更清楚。順便提一下，搞技術的不要害怕英文資料，要想成為技術專家，讀英文原始資料是技術提高的一條必經之路。

先明確一點：接口變量可以存儲任何實現了接口定義的所有方法的變量。

Go 語言中最常見的就是 Reader 和 Writer 接口：

type Reader interface { Read(p []byte) (n int, err error) } type Writer interface { Write(p []byte) (n int, err error) }

接下來，就是接口之間的各種轉換和賦值了：

var r io.Reader tty, err := os.OpenFile("/Users/qcrao/Desktop/test", os.O_RDWR, 0) if err != nil { return nil, err } r = tty

首先聲明 r 的類型是 io.Reader，注意，這是 r 的靜態類型，此時它的動態類型為 nil，并且它的動態值也是 nil。

之后， r=tty 這一語句，將 r 的動態類型變成 *os.File，動態值則變成非空，表示打開的文件對象。這時，r 可以用 <value,type>對來表示為： <tty, *os.File>。

注意看上圖，此時雖然 fun 所指向的函數只有一個 Read 函數，其實 *os.File 還包含 Write 函數，也就是說 *os.File 其實還實現了 io.Writer 接口。因此下面的斷言語句可以執行：

var w io.Writer w = r.(io.Writer)

之所以用斷言，而不能直接賦值，是因為 r 的靜態類型是 io.Reader，并沒有實現 io.Writer 接口。斷言能否成功，看 r 的動態類型是否符合要求。

這樣，w 也可以表示成 <tty, *os.File>，僅管它和 r 一樣，但是 w 可調用的函數取決于它的靜態類型 io.Writer，也就是說它只能有這樣的調用形式： w.Write() 。 w 的內存形式如下圖：

和 r 相比，僅僅是 fun 對應的函數變了： Read->Write。

最后，再來一個賦值：

var empty interface{} empty = w

由于 empty 是一個空接口，因此所有的類型都實現了它，w 可以直接賦給它，不需要執行斷言操作。

從上面的三張圖可以看到，interface 包含三部分信息： _type 是類型信息， *data指向實際類型的實際值， itab 包含實際類型的信息，包括大小、包路徑，還包含綁定在類型上的各種方法（圖上沒有畫出方法），補充一下關于 os.File 結構體的圖：

這一節的最后，復習一下上一篇關于 interface 的文章，提到的一個技巧，這里再展示一下：

先參考源碼，分別定義一個 “偽裝”的 iface 和 eface 結構體。

type iface struct { tab *itab data unsafe.Pointer } type itab struct { inter uintptr _type uintptr link uintptr hash uint32 _ [4]byte fun [1]uintptr } type eface struct { _type uintptr data unsafe.Pointer }

接著，將接口變量占據的內存內容強制解釋成上面定義的類型，再打印出來：

package main import ( "os" "fmt" "io" "unsafe" ) func main() { var r io.Reader fmt.Printf("initial r: %T, %v\n", r, r) tty, _ := os.OpenFile("/Users/qcrao/Desktop/test", os.O_RDWR, 0) fmt.Printf("tty: %T, %v\n", tty, tty) // 給 r 賦值 r = tty fmt.Printf("r: %T, %v\n", r, r) rIface := (*iface)(unsafe.Pointer(&r)) fmt.Printf("r: iface.tab._type = %#x, iface.data = %#x\n", rIface.tab._type, rIface.data) // 給 w 賦值 var w io.Writer w = r.(io.Writer) fmt.Printf("w: %T, %v\n", w, w) wIface := (*iface)(unsafe.Pointer(&w)) fmt.Printf("w: iface.tab._type = %#x, iface.data = %#x\n", wIface.tab._type, wIface.data) // 給 empty 賦值 var empty interface{} empty = w fmt.Printf("empty: %T, %v\n", empty, empty) emptyEface := (*eface)(unsafe.Pointer(&empty)) fmt.Printf("empty: eface._type = %#x, eface.data = %#x\n", emptyEface._type, emptyEface.data) }

運行結果：

initial r: <nil>, <nil> tty: *os.File, &{0xc4200820f0} r: *os.File, &{0xc4200820f0} r: iface.tab._type = 0x10bfcc0, iface.data = 0xc420080020 w: *os.File, &{0xc4200820f0} w: iface.tab._type = 0x10bfcc0, iface.data = 0xc420080020 empty: *os.File, &{0xc4200820f0} empty: eface._type = 0x10bfcc0, eface.data = 0xc420080020

r，w，empty 的動態類型和動態值都一樣。不再詳細解釋了，結合前面的圖可以看得非常清晰。

反射的基本函數

reflect 包里定義了一個接口和一個結構體，即 reflect.Type 和 reflect.Value，它們提供很多函數來獲取存儲在接口里的類型信息。

reflect.Type 主要提供關于類型相關的信息，所以它和 _type 關聯比較緊密； reflect.Value 則結合 _type 和 data 兩者，因此程序員可以獲取甚至改變類型的值。

reflect 包中提供了兩個基礎的關于反射的函數來獲取上述的接口和結構體：

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

TypeOf 函數用來提取一個接口中值的類型信息。由于它的輸入參數是一個空的 interface{}，調用此函數時，實參會先被轉化為 interface{} 類型。這樣，實參的類型信息、方法集、值信息都存儲到 interface{} 變量里了。

看下源碼：

func TypeOf(i interface{}) Type { eface := *(*emptyInterface)(unsafe.Pointer(&i)) return toType(eface.typ) }

這里的 emptyInterface 和上面提到的 eface 是一回事（字段名略有差異，字段是相同的），且在不同的源碼包：前者在 reflect 包，后者在 runtime 包。 eface.typ 就是動態類型。

type emptyInterface struct { typ *rtype word unsafe.Pointer }

至于 toType 函數，只是做了一個類型轉換：

func toType(t *rtype) Type { if t == nil { return nil } return t }

注意，返回值 Type 實際上是一個接口，定義了很多方法，用來獲取類型相關的各種信息，而 *rtype 實現了 Type 接口。

type Type interface { // 所有的類型都可以調用下面這些函數 // 此類型的變量對齊后所占用的字節數 Align() int // 如果是 struct 的字段，對齊后占用的字節數 FieldAlign() int // 返回類型方法集里的第 `i` (傳入的參數)個方法 Method(int) Method // 通過名稱獲取方法 MethodByName(string) (Method, bool) // 獲取類型方法集里導出的方法個數 NumMethod() int // 類型名稱 Name() string // 返回類型所在的路徑，如：encoding/base64 PkgPath() string // 返回類型的大小，和 unsafe.Sizeof 功能類似 Size() uintptr // 返回類型的字符串表示形式 String() string // 返回類型的類型值 Kind() Kind // 類型是否實現了接口 u Implements(u Type) bool // 是否可以賦值給 u AssignableTo(u Type) bool // 是否可以類型轉換成 u ConvertibleTo(u Type) bool // 類型是否可以比較 Comparable() bool // 下面這些函數只有特定類型可以調用 // 如：Key, Elem 兩個方法就只能是 Map 類型才能調用 // 類型所占據的位數 Bits() int // 返回通道的方向，只能是 chan 類型調用 ChanDir() ChanDir // 返回類型是否是可變參數，只能是 func 類型調用 // 比如 t 是類型 func(x int, y ... float64) // 那么 t.IsVariadic() == true IsVariadic() bool // 返回內部子元素類型，只能由類型 Array, Chan, Map, Ptr, or Slice 調用 Elem() Type // 返回結構體類型的第 i 個字段，只能是結構體類型調用 // 如果 i 超過了總字段數，就會 panic Field(i int) StructField // 返回嵌套的結構體的字段 FieldByIndex(index []int) StructField // 通過字段名稱獲取字段 FieldByName(name string) (StructField, bool) // FieldByNameFunc returns the struct field with a name // 返回名稱符合 func 函數的字段 FieldByNameFunc(match func(string) bool) (StructField, bool) // 獲取函數類型的第 i 個參數的類型 In(i int) Type // 返回 map 的 key 類型，只能由類型 map 調用 Key() Type // 返回 Array 的長度，只能由類型 Array 調用 Len() int // 返回類型字段的數量，只能由類型 Struct 調用 NumField() int // 返回函數類型的輸入參數個數 NumIn() int // 返回函數類型的返回值個數 NumOut() int // 返回函數類型的第 i 個值的類型 Out(i int) Type // 返回類型結構體的相同部分 common() *rtype // 返回類型結構體的不同部分 uncommon() *uncommonType }

可見 Type 定義了非常多的方法，通過它們可以獲取類型的一切信息，大家一定要完整的過一遍上面所有的方法。

注意到 Type 方法集的倒數第二個方法 common返回的 rtype類型，它和上一篇文章講到的 _type 是一回事，而且源代碼里也注釋了：兩邊要保持同步：

// rtype must be kept in sync with ../runtime/type.go:/^type._type.type rtype struct { size uintptr ptrdata uintptr hash uint32 tflag tflag align uint8 fieldAlign uint8 kind uint8 alg *typeAlg gcdata *byte str nameOff ptrToThis typeOff }

所有的類型都會包含 rtype 這個字段，表示各種類型的公共信息；另外，不同類型包含自己的一些獨特的部分。

比如下面的 arrayType 和 chanType 都包含 rytpe，而前者還包含 slice，len 等和數組相關的信息；后者則包含 dir 表示通道方向的信息。

// arrayType represents a fixed array type. type arrayType struct { rtype `reflect:"array"` elem *rtype // array element type slice *rtype // slice type len uintptr } // chanType represents a channel type. type chanType struct { rtype `reflect:"chan"` elem *rtype // channel element type dir uintptr // channel direction (ChanDir) }

注意到， Type 接口實現了 String() 函數，滿足 fmt.Stringer 接口，因此使用 fmt.Println 打印的時候，輸出的是 String() 的結果。另外， fmt.Printf()函數，如果使用 %T 來作為格式參數，輸出的是 reflect.TypeOf 的結果，也就是動態類型。例如：

fmt.Printf("%T", 3) // int

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講完了 TypeOf 函數，再來看一下 ValueOf 函數。返回值 reflect.Value 表示 interface{} 里存儲的實際變量，它能提供實際變量的各種信息。相關的方法常常是需要結合類型信息和值信息。例如，如果要提取一個結構體的字段信息，那就需要用到 _type (具體到這里是指 structType) 類型持有的關于結構體的字段信息、偏移信息，以及 *data 所指向的內容 —— 結構體的實際值。

源碼如下：

func ValueOf(i interface{}) Value { if i == nil { return Value{} } // …… return unpackEface(i) } // 分解 eface func unpackEface(i interface{}) Value { e := (*emptyInterface)(unsafe.Pointer(&i)) t := e.typ if t == nil { return Value{} } f := flag(t.Kind()) if ifaceIndir(t) { f |= flagIndir } return Value{t, e.word, f} }

從源碼看，比較簡單：將先將 i 轉換成 *emptyInterface 類型， 再將它的 typ 字段和 word 字段以及一個標志位字段組裝成一個 Value 結構體，而這就是 ValueOf函數的返回值，它包含類型結構體指針、真實數據的地址、標志位。

Value 結構體定義了很多方法，通過這些方法可以直接操作 Value 字段 ptr 所指向的實際數據：

// 設置切片的 len 字段，如果類型不是切片，就會panic func (v Value) SetLen(n int) // 設置切片的 cap 字段 func (v Value) SetCap(n int) // 設置字典的 kv func (v Value) SetMapIndex(key, val Value) // 返回切片、字符串、數組的索引 i 處的值 func (v Value) Index(i int) Value // 根據名稱獲取結構體的內部字段值 func (v Value) FieldByName(name string) Value // ……

Value 字段還有很多其他的方法。例如：

// 用來獲取 int 類型的值 func (v Value) Int() int64 // 用來獲取結構體字段（成員）數量 func (v Value) NumField() int // 嘗試向通道發送數據（不會阻塞） func (v Value) TrySend(x reflect.Value) bool // 通過參數列表 in 調用 v 值所代表的函數（或方法 func (v Value) Call(in []Value) (r []Value) // 調用變參長度可變的函數 func (v Value) CallSlice(in []Value) []Value

不一一列舉了，反正是非常多。可以去 src/reflect/value.go 去看看源碼，搜索 func(vValue) 就能看到。

另外，通過 Type() 方法和 Interface() 方法可以打通 interface、 Type、 Value 三者。Type() 方法也可以返回變量的類型信息，與 reflect.TypeOf() 函數等價。Interface() 方法可以將 Value 還原成原來的 interface。

這里引用老錢《快學Go語言第十五課——反射》的一張圖：

總結一下： TypeOf() 函數返回一個接口，這個接口定義了一系列方法，利用這些方法可以獲取關于類型的所有信息； ValueOf() 函數返回一個結構體變量，包含類型信息以及實際值。

用一張圖來串一下：

上圖中， rtye 實現了 Type 接口，是所有類型的公共部分。emptyface 結構體和 eface 其實是一個東西，而 rtype 其實和 _type 是一個東西，只是一些字段稍微有點差別，比如 emptyface 的 word 字段和 eface 的 data 字段名稱不同，但是數據型是一樣的。

反射的三大定律

根據 Go 官方關于反射的博客，反射有三大定律：

Reflection goes from interface value to reflection object.

Reflection goes from reflection object to interface value.

To modify a reflection object, the value must be settable.

第一條是最基本的：反射是一種檢測存儲在 interface 中的類型和值機制。這可以通過 TypeOf 函數和 ValueOf 函數得到。

第二條實際上和第一條是相反的機制，它將 ValueOf 的返回值通過 Interface() 函數反向轉變成 interface 變量。

前兩條就是說 接口型變量 和 反射類型對象 可以相互轉化，反射類型對象實際上就是指的前面說的 reflect.Type 和 reflect.Value。

第三條不太好懂：如果需要操作一個反射變量，那么它必須是可設置的。反射變量可設置的本質是它存儲了原變量本身，這樣對反射變量的操作，就會反映到原變量本身；反之，如果反射變量不能代表原變量，那么操作了反射變量，不會對原變量產生任何影響，這會給使用者帶來疑惑。所以第二種情況在語言層面是不被允許的。

舉一個經典例子：

var x float64 = 3.4 v := reflect.ValueOf(x) v.SetFloat(7.1) // Error: will panic.

執行上面的代碼會產生 panic，原因是反射變量 v 不能代表 x 本身，為什么？因為調用 reflect.ValueOf(x) 這一行代碼的時候，傳入的參數在函數內部只是一個拷貝，是值傳遞，所以 v 代表的只是 x 的一個拷貝，因此對 v 進行操作是被禁止的。

可設置是反射變量 Value 的一個性質，但不是所有的 Value 都是可被設置的。

就像在一般的函數里那樣，當我們想改變傳入的變量時，使用指針就可以解決了。

var x float64 = 3.4 p := reflect.ValueOf(&x) fmt.Println("type of p:", p.Type()) fmt.Println("settability of p:", p.CanSet())

輸出是這樣的：

type of p: *float64 settability of p: false

p 還不是代表 x， p.Elem() 才真正代表 x，這樣就可以真正操作 x 了：

v := p.Elem() v.SetFloat(7.1) fmt.Println(v.Interface()) // 7.1 fmt.Println(x) // 7.1

關于第三條，記住一句話：如果想要操作原變量，反射變量 Value 必須要 hold 住原變量的地址才行。

反射相關函數的使用

代碼樣例

網絡上各種博客文章里使用反射的樣例代碼非常多，讀過這篇文章后，基本沒有看不懂的，哈哈！不過，我這里還是舉一個例子，并講解一番：

package main import ( "reflect" "fmt" ) type Child struct { Name string Grade int Handsome bool } type Adult struct { ID string `qson:"Name"` Occupation string Handsome bool } // 如果輸入參數 i 是 Slice，元素是結構體，有一個字段名為 `Handsome`， // 并且有一個字段的 tag 或者字段名是 `Name` ， // 如果該 `Name` 字段的值是 `qcrao`， // 就把結構體中名為 `Handsome` 的字段值設置為 true。 func handsome(i interface{}) { // 獲取 i 的反射變量 Value v := reflect.ValueOf(i) // 確定 v 是一個 Slice if v.Kind() != reflect.Slice { return } // 確定 v 是的元素為結構體 if e := v.Type().Elem(); e.Kind() != reflect.Struct { return } // 確定結構體的字段名含有 "ID" 或者 json tag 標簽為 `name` // 確定結構體的字段名 "Handsome" st := v.Type().Elem() // 尋找字段名為 Name 或者 tag 的值為 Name 的字段 foundName := false for i := 0; i < st.NumField(); i++ { f := st.Field(i) tag := f.Tag.Get("qson") if (tag == "Name" || f.Name == "Name") && f.Type.Kind() == reflect.String { foundName = true break } } if !foundName { return } if niceField, foundHandsome := st.FieldByName("Handsome"); foundHandsome == false || niceField.Type.Kind() != reflect.Bool { return } // 設置名字為 "qcrao" 的對象的 "Handsome" 字段為 true for i := 0; i < v.Len(); i++ { e := v.Index(i) handsome := e.FieldByName("Handsome") // 尋找字段名為 Name 或者 tag 的值為 Name 的字段 var name reflect.Value for j := 0; j < st.NumField(); j++ { f := st.Field(j) tag := f.Tag.Get("qson") if tag == "Name" || f.Name == "Name" { name = v.Index(i).Field(j) } } if name.String() == "qcrao" { handsome.SetBool(true) } } } func main() { children := []Child{ {Name: "Ava", Grade: 3, Handsome: true}, {Name: "qcrao", Grade: 6, Handsome: false}, } adults := []Adult{ {ID: "Steve", Occupation: "Clerk", Handsome: true}, {ID: "qcrao", Occupation: "Go Programmer", Handsome: false}, } fmt.Printf("adults before handsome: %v\n", adults) handsome(adults) fmt.Printf("adults after handsome: %v\n", adults) fmt.Println("-------------") fmt.Printf("children before handsome: %v\n", children) handsome(children) fmt.Printf("children after handsome: %v\n", children) }

代碼運行結果：

adults before handsome: [{Steve Clerk true} {qcrao Go Programmer false}] adults after handsome: [{Steve Clerk true} {qcrao Go Programmer true}] ------------- children before handsome: [{Ava 3 true} {qcrao 6 false}] children after handsome: [{Ava 3 true} {qcrao 6 true}]

代碼主要做的事情是：找出傳入的參數為 Slice，并且 Slice 的元素為結構體，如果其中有一個字段名是 Name 或者是 標簽名稱為 Name，并且還有一個字段名是 Handsome的情形。如果找到，并且字段名稱為 Name 的實際值是 qcrao 的話，就把另一個字段 Handsome 的值置為 true。

程序并不關心傳入的結構體到底是什么，只要它的字段名包含 Name 和 Handsome，都是 handsome 函數要工作的對象。

注意一點， Adult 結構體的標簽 qson:"Name"，中間是沒有空格的，否則 Tag.Get("qson") 識別不出來。

未導出成員

利用反射機制，對于結構體中未導出成員，可以讀取，但不能修改其值。

注意，正常情況下，代碼是不能讀取結構體未導出成員的，但通過反射可以越過這層限制。另外，通過反射，結構體中可以被修改的成員只有是導出成員，也就是字段名的首字母是大寫的。

一個可取地址的 reflect.Value 變量會記錄一個結構體成員是否是未導出成員，如果是的話則拒絕修改操作。 CanAddr 不能說明一個變量是否可以被修改。 CanSet 則可以檢查對應的 reflect.Value 是否可取地址并可被修改。

package main import ( "reflect" "fmt" ) type Child struct { Name string handsome bool } func main() { qcrao := Child{Name: "qcrao", handsome: true} v := reflect.ValueOf(&qcrao) f := v.Elem().FieldByName("Name") fmt.Println(f.String()) f.SetString("stefno") fmt.Println(f.String()) f = v.Elem().FieldByName("handsome") // 這一句會導致 panic，因為 handsome 字段未導出 //f.SetBool(true) fmt.Println(f.Bool()) }

執行結果：

qcrao stefno true

上面的例子中，handsome 字段未導出，可以讀取，但不能調用相關 set 方法，否則會 panic。反射用起來一定要小心，調用類型不匹配的方法，會導致各種 panic。

反射的實際應用

反射的實際應用非常廣：IDE 中的代碼自動補全功能、對象序列化（json 函數庫）、fmt 相關函數的實現、ORM（全稱是：Object Relational Mapping，對象關系映射）……

這里舉 2 個例子：json 序列化和 DeepEqual 函數。

json 序列化

開發過 web 服務的同學，一定用過 json 數據格式。 json 是一種獨立于語言的數據格式。最早用于瀏覽器和服務器之間的實時無狀態的數據交換，并由此發展起來。

Go 語言中，主要提供 2 個函數用于序列化和反序列化：

func Marshal(v interface{}) ([]byte, error) func Unmarshal(data []byte, v interface{}) error

兩個函數的參數都包含 interface，具體實現的時候，都會用到反射相關的特性。

對于序列化和反序列化函數，均需要知道參數的所有字段，包括字段類型和值，再調用相關的 get 函數或者 set 函數進行實際的操作。

DeepEqual 的作用及原理

在測試函數中，經常會需要這樣的函數：判斷兩個變量的實際內容完全一致。

例如：如何判斷兩個 slice 所有的元素完全相同；如何判斷兩個 map 的 key 和 value 完全相同等等。

上述問題，可以通過 DeepEqual 函數實現。

func DeepEqual(x, y interface{}) bool

DeepEqual 函數的參數是兩個 interface，實際上也就是可以輸入任意類型，輸出 true 或者 flase 表示輸入的兩個變量是否是“深度”相等。

先明白一點，如果是不同的類型，即使是底層類型相同，相應的值也相同，那么兩者也不是“深度”相等。

type MyInt int type YourInt int func main() { m := MyInt(1) y := YourInt(1) fmt.Println(reflect.DeepEqual(m, y)) // false }

上面的代碼中，m, y 底層都是 int，而且值都是 1，但是兩者靜態類型不同，前者是 MyInt，后者是 YourInt，因此兩者不是“深度”相等。

在源碼里，有對 DeepEqual 函數的非常清楚地注釋，列舉了不同類型，DeepEqual 的比較情形，這里做一個總結：

類型深度相等情形

Array	相同索引處的元素“深度”相等
Struct	相應字段，包含導出和不導出，“深度”相等
Func	只有兩者都是 nil 時
Interface	兩者存儲的具體值“深度”相等
Map	1、都為 nil；2、非空、長度相等，指向同一個 map 實體對象，或者相應的 key 指向的 value “深度”相等
Pointer	1、使用 == 比較的結果相等；2、指向的實體“深度”相等
Slice	1、都為 nil；2、非空、長度相等，首元素指向同一個底層數組的相同元素，即 &x[0] == &y[0] 或者 相同索引處的元素“深度”相等
numbers, bools, strings, and channels	使用 == 比較的結果為真

一般情況下，DeepEqual 的實現只需要遞歸地調用 == 就可以比較兩個變量是否是真的“深度”相等。

但是，有一些異常情況：比如 func 類型是不可比較的類型，只有在兩個 func 類型都是 nil 的情況下，才是“深度”相等；float 類型，由于精度的原因，也是不能使用 == 比較的；包含 func 類型或者 float 類型的 struct， interface， array 等。

對于指針而言，當兩個值相等的指針就是“深度”相等，因為兩者指向的內容是相等的，即使兩者指向的是 func 類型或者 float 類型，這種情況下不關心指針所指向的內容。

同樣，對于指向相同 slice， map 的兩個變量也是“深度”相等的，不關心 slice， map 具體的內容。

對于“有環”的類型，比如循環鏈表，比較兩者是否“深度”相等的過程中，需要對已比較的內容作一個標記，一旦發現兩個指針之前比較過，立即停止比較，并判定二者是深度相等的。這樣做的原因是，及時停止比較，避免陷入無限循環。

來看源碼：

func DeepEqual(x, y interface{}) bool { if x == nil || y == nil { return x == y } v1 := ValueOf(x) v2 := ValueOf(y) if v1.Type() != v2.Type() { return false } return deepValueEqual(v1, v2, make(map[visit]bool), 0) }

首先查看兩者是否有一個是 nil 的情況，這種情況下，只有兩者都是 nil，函數才會返回 true。

接著，使用反射，獲取x，y 的反射對象，并且立即比較兩者的類型，根據前面的內容，這里實際上是動態類型，如果類型不同，直接返回 false。

最后，最核心的內容在子函數 deepValueEqual 中。

代碼比較長，思路卻比較簡單清晰：核心是一個 switch 語句，識別輸入參數的不同類型，分別遞歸調用 deepValueEqual 函數，一直遞歸到最基本的數據類型，比較 int，string 等可以直接得出 true 或者 false，再一層層地返回，最終得到“深度”相等的比較結果。

實際上，各種類型的比較套路比較相似，這里就直接節選一個稍微復雜一點的 map 類型的比較：

// deepValueEqual 函數 // …… case Map: if v1.IsNil() != v2.IsNil() { return false } if v1.Len() != v2.Len() { return false } if v1.Pointer() == v2.Pointer() { return true } for _, k := range v1.MapKeys() { val1 := v1.MapIndex(k) val2 := v2.MapIndex(k) if !val1.IsValid() || !val2.IsValid() || !deepValueEqual(v1.MapIndex(k), v2.MapIndex(k), visited, depth+1) { return false } } return true // ……

和前文總結的表格里，比較 map 是否相等的思路比較一致，也不需要多說什么。說明一點， visited 是一個 map，記錄遞歸過程中，比較過的“對”：

type visit struct { a1 unsafe.Pointer a2 unsafe.Pointer typ Type } map[visit]bool

比較過程中，一旦發現比較的“對”，已經在 map 里出現過的話，直接判定“深度”比較結果的是 true。

總結

Go 作為一門靜態語言，相比 Python 等動態語言，在編寫過程中靈活性會受到一定的限制。但是通過接口加反射實現了類似于動態語言的能力：可以在程序運行時動態地捕獲甚至改變類型的信息和值。

Go 語言的反射實現的基礎是類型，或者說是 interface，當我們使用反射特性時，實際上用到的就是存儲在 interface 變量中的和類型相關的信息，也就是常說的 <type,value> 對。

只有 interface 才有反射的說法。

反射在 reflect 包中實現，涉及到兩個相關函數：

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

Type 是一個接口，定義了很多相關方法，用于獲取類型信息。Value 則持有類型的具體值。Type、Value、Interface 三者間通過函數 TypeOf，ValueOf，Interface 進行相互轉換。

最后溫習一下反射三大定律：

Reflection goes from interface value to reflection object.

Reflection goes from reflection object to interface value.

To modify a reflection object, the value must be settable.

翻譯一下：

反射將接口變量轉換成反射對象 Type 和 Value；

反射可以通過反射對象 Value 還原成原先的接口變量；

反射可以用來修改一個變量的值，前提是這個值可以被修改。

參考資料

【維基百科中文】https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8D%E5%B0%84_(%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%A7%91%E5%AD%A6)

【碼洞老錢 反射】https://juejin.im/post/5c2040d76fb9a049c643d9bd

【Go官方博客 reflection】https://blog.golang.org/laws-of-reflection

【GCTT譯文，不錯】https://mp.weixin.qq.com/s/dkgJ_fA0smvpv69t5Nv-7A

【json庫 源碼分析】https://zhuanlan.zhihu.com/p/37165706

【reflect 代碼例子和圖比較好】https://blog.gopheracademy.com/advent-2018/interfaces-and-reflect/

【反射使用講得不錯】https://juejin.im/post/5a75a4fb5188257a82110544

【接口和反射的關系 ，english】https://blog.gopheracademy.com/advent-2018/interfaces-and-reflect/

【總結成知識點】http://www.cnblogs.com/susufufu/p/7653579.html

【Type Value】https://colobu.com/2016/07/09/dive-into-go-13/

【講得比較清晰簡單】https://www.lijiaocn.com/%E7%BC%96%E7%A8%8B/2017/11/06/golang-reflection.html

【DeepEqual】https://github.com/Chasiny/Blog/blob/master/blog/go/package/go-reflect-deepequal.md

【反射使用場景】https://yq.aliyun.com/articles/599584

總結

以上是生活随笔為你收集整理的深度解密Go语言之反射的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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