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golang反射和接口是如何工作?

Linux愛好者 ? 來源:github ? 作者:LeoYang90 ? 2021-06-13 11:45 ? 次閱讀

【導讀】golang反射和接口是如何工作?使用反射有什么注意點?本文對go反射做了詳細介紹。

反射用法

反射定律

從接口值到反射對象的反射

反射是一種檢查存儲在接口變量中的(類型,值)對的機制。作為一個開始,我們需要知道reflect包中的兩個類型:Type和Value。這兩種類型給了我們訪問一個接口變量中所包含的內容的途徑,另外兩個簡單的函數reflect.Typeof和reflect.Valueof可以檢索一個接口值的reflect.Type和reflect.Value部分。

package main

import (

“fmt”

“reflect”

func main() {

var x float64 = 3.4

fmt.Println(“type:”, reflect.TypeOf(x))

}

reflect.Typeof 簽名里就包含了一個空接口:

func TypeOf(i interface{}) Type

當我們調用reflect.Typeof(x)的時候,x首先被保存到一個空接口中,這個空接口然后被作為參數傳遞。reflect.Typeof 會把這個空接口拆包(unpack)恢復出類型信息。

當然,reflect.Valueof可以把值恢復出來

var x float64 = 3.4

fmt.Println(“value:”, reflect.ValueOf(x))//Valueof方法會返回一個Value類型的對象

reflect.Type和reflect.Value這兩種類型都提供了大量的方法讓我們可以檢查和操作這兩種類型。一個重要的例子是:

Value類型有一個 Type 方法可以返回reflect.Value類型的Type(這個方法返回的是值的靜態類型即static type,也就是說如果定義了type MyInt int64,那么這個函數返回的是MyInt類型而不是int64

Type 和 Value 都有一個Kind方法可以返回一個常量用于指示一個項到底是以什么形式(也就是底層類型即underlying type,繼續前面括號里提到的,Kind返回的是int64而不是MyInt)存儲的,這些常量包括:Unit, Float64, Slice等等。而且,有關Value類型的帶有名字諸如Int和Float的方法可讓讓我們獲取存在里面的值(比如int64和float64):

var x float64 = 3.4

v := reflect.ValueOf(x)

fmt.Println(“type:”, v.Type())

fmt.Println(“kind is float64:”, v.Kind() == reflect.Float64)

fmt.Println(“value:”, v.Float())

type: float64

kind is float64: true

value: 3.4

反射庫里有倆性質值得單獨拿出來說說。第一個性質是,為了保持API簡單,Value的”setter”和“getter”類型的方法操作的是可以包含某個值的最大類型:比如,所有的有符號整型,只有針對int64類型的方法,因為它是所有的有符號整型中最大的一個類型。也就是說,Value的Int方法返回的是一個int64,同時SetInt的參數類型采用的是一個int64;所以,必要時要轉換成實際類型:

var x uint8 = ‘x’

v := reflect.ValueOf(x)

fmt.Println(“type:”, v.Type()) // uint8.

fmt.Println(“kind is uint8: ”, v.Kind() == reflect.Uint8) // true.

x = uint8(v.Uint())// v.Uint returns a uint64.看到啦嘛?這個地方必須進行強制類型轉換!

第二個性質是,反射對象(reflection object)的Kind描述的是底層類型(underlying type)

從反射隊形到接口值的反射

就像物理學上的反射,Go中到反射可以生成它的逆。

給定一個reflect.Value,我們能用Interface方法把它恢復成一個接口值;效果上就是這個Interface方法把類型和值的信息打包成一個接口表示并且返回結果:

func (v Value) Interface() interface{}

y := v.Interface()。(float64) // y will have type float64.

fmt.Println(y)

我們甚至可以做得更好一些,fmt.Println等方法的參數是一個空接口類型的值,所以我們可以讓fmt包自己在內部完成我們在上面代碼中做的工作。因此,為了正確打印一個reflect.Value,我們只需把Interface方法的返回值直接傳遞給這個格式化輸出例程:

fmt.Println(v.Interface())

fmt.Printf(“value is %7.1e

”, v.Interface())

3.4e+00

還有就是,我們不需要對v.Interface方法的結果調用類型斷言(type-assert)為float64;空接口類型值內部包含有具體值的類型信息,并且Printf方法會把它恢復出來。

簡要的說,Interface方法是Valueof函數的逆,除了它的返回值的類型總是interface{}靜態類型。

為了修改一個反射對象,值必須是settable的

下面是一些不能正常運行的代碼,但是很值得研究:

var x float64 = 3.4

v := reflect.ValueOf(x)

v.SetFloat(7.1) // Error: will panic.

問題不是出在值7.1不是可以尋址的,而是出在v不是settable的。Settability是Value的一條性質,而且,不是所有的Value都具備這條性質。

Value的CanSet方法用與測試一個Value的settablity;在我們的例子中,

var x float64 = 3.4

v := reflect.ValueOf(x)

fmt.Println(“settability of v:”, v.CanSet())

settability of v: false

如果對一個non-settable的Value調用Set方法會出現錯誤。但是,settability到底是什么呢?

settability有點像addressability,但是更加嚴格。

settability是一個性質,描述的是一個反射對象能夠修改創造它的那個實際存儲的值的能力。settability由反射對象是否保存原始項(original item)而決定。

var x float64 = 3.4

v := reflect.ValueOf(x)

我們傳遞了x的一個副本給reflect.Valueof函數,所以作為reflect.Valueof參數被創造出來的接口值只是x的一個副本,而不是x本身。

因為,如果下面這條語句

v.SetFloat(7.1)

執行成功(當然不可能執行成功啦,假設而已),它不會更新x,即使v看起來像是從x創造而來,所以它更新的只是存儲在反射值內部的x的一個副本,而x本身不受絲毫影響,所以如果真這樣的話,將會非常那令人困惑,而且一點用都沒有!所以,這么干是非法的,而settability就是用來阻止這種哦給你非法狀況出現的。

如果我們想通過反射來修改x,我們必須把我們想要修改的值的指針傳給一個反射庫。

首先,我們像平常一樣初始化x,然后創造一個指向它的反射值,叫做p.

var x float64 = 3.4

p := reflect.ValueOf(&x) // Note: take the address of x.注意這里哦!我們把x地址傳進去了!

fmt.Println(“type of p:”, p.Type())

fmt.Println(“settability of p:”, p.CanSet())

type of p: *float64

settability of p: false

反射對象p不是settable的,但是我們想要設置的不是p,而是(效果上來說)*p。為了得到p指向的東西,我們調用Value的Elem方法,這樣就能迂回繞過指針,同時把結果保存在叫v的Value中:

v := p.Elem()

fmt.Println(“settability of v:”, v.CanSet())

settability of v: true

現在v就是一個settable的反射對象了,并且因為v表示x,我們最終能夠通過v.SetFloat方法來修改x的值:

v.SetFloat(7.1)

fmt.Println(v.Interface())

fmt.Println(x)

輸出正是我們所期待的,反射理解起來有點困難,但是它確實正在做編程語言要做的,盡管是通過掩蓋了所發生的一切的反射Types和Vlues來實現的。這樣好了,你就直接記住反射Values為了修改它們所表示的東西必須要有這些東西的地址。

type 的方法集

來源 :Golang學習 - reflect 包https://www.cnblogs.com/golove/p/5909541.html

type Type interface {

// Methods applicable to all types.

// 獲取 t 類型的值在分配內存時的字節對齊值。

Align() int

// 獲取 t 類型的值作為結構體字段時的字節對齊值。

FieldAlign() int

// 根據索引獲取 t 類型的方法,如果方法不存在,則 panic。

// 如果 t 是一個實際的類型,則返回值的 Type 和 Func 字段會列出接收者。

// 如果 t 只是一個接口,則返回值的 Type 不列出接收者,Func 為空值。

Method(int) Method

// 根據名稱獲取 t 類型的方法。

MethodByName(string) (Method, bool)

// 獲取 t 類型的方法數量。

NumMethod() int

// 獲取 t 類型在其包中定義的名稱,未命名類型則返回空字符串。

Name() string

// 獲取 t 類型所在包的名稱,未命名類型則返回空字符串。

PkgPath() string

// 獲取 t 類型的值在分配內存時的大小,功能和 unsafe.SizeOf 一樣。

Size() uintptr

// 獲取 t 類型的字符串描述,不要通過 String 來判斷兩種類型是否一致。

String() string

// 獲取 t 類型的類別。

Kind() Kind

// 判斷 t 類型是否實現了 u 接口。

Implements(u Type) bool

// 判斷 t 類型的值可否賦值給 u 類型。

AssignableTo(u Type) bool

// 判斷 t 類型的值可否轉換為 u 類型。

ConvertibleTo(u Type) bool

// 判斷 t 類型的值可否進行比較操作

Comparable() bool

// Methods applicable only to some types, depending on Kind.

// 特定類型的函數:

//

// Int*, Uint*, Float*, Complex*: Bits

// Array: Elem, Len

// Chan: ChanDir, Elem

// Func: In, NumIn, Out, NumOut, IsVariadic.

// Map: Key, Elem

// Ptr: Elem

// Slice: Elem

// Struct: Field, FieldByIndex, FieldByName, FieldByNameFunc, NumField

// 獲取數值類型的位寬,t 必須是整型、浮點型、復數型

Bits() int

// 獲取通道的方向

ChanDir() ChanDir

// For concreteness, if t represents func(x int, y 。.. float64), then

//

// t.NumIn() == 2

// t.In(0) is the reflect.Type for “int”

// t.In(1) is the reflect.Type for “[]float64”

// t.IsVariadic() == true

// 判斷函數是否具有可變參數。

// 如果有可變參數,則 t.In(t.NumIn()-1) 將返回一個切片。

IsVariadic() bool

// 數組、切片、映射、通道、指針、接口

// 獲取元素類型、獲取指針所指對象類型,獲取接口的動態類型

Elem() Type

// 根據索引獲取字段

Field(i int) StructField

// 根據索引鏈獲取嵌套字段

FieldByIndex(index []int) StructField

// 根據名稱獲取字段

FieldByName(name string) (StructField, bool)

// 根據指定的匹配函數 math 獲取字段

FieldByNameFunc(match func(string) bool) (StructField, bool)

// 根據索引獲取函數的參數信息

In(i int) Type

// Key returns a map type‘s key type.

// It panics if the type’s Kind is not Map.

Key() Type

// Len returns an array type‘s length.

// It panics if the type’s Kind is not Array.

Len() int

// 獲取字段數量

NumField() int

// 獲取函數的參數數量

NumIn() int

// 獲取函數的返回值數量

NumOut() int

// 根據索引獲取函數的返回值信息

Out(i int) Type

common() *rtype

uncommon() *uncommonType

}

value 方法集

// 特殊

// 判斷 v 值是否可尋址

// 1、指針的 Elem() 可尋址

// 2、切片的元素可尋址

// 3、可尋址數組的元素可尋址

// 4、可尋址結構體的字段可尋址,方法不可尋址

// 也就是說,如果 v 值是指向數組的指針“&數組”,通過 v.Elem() 獲取該指針指向的數組,那么

// 該數組就是可尋址的,同時該數組的元素也是可尋址的,如果 v 就是一個普通數組,不是通過解引

// 用得到的數組,那么該數組就不可尋址,其元素也不可尋址。結構體亦然。

func (v Value) CanAddr() bool

// 獲取 v 值的地址,相當于 & 取地址操作。v 值必須可尋址。

func (v Value) Addr() reflect.Value

// 判斷 v 值是否可以被修改。只有可尋址的 v 值可被修改。

// 結構體中的非導出字段(通過 Field() 等方法獲取的)不能修改,所有方法不能修改。

func (v Value) CanSet() bool

// 判斷 v 值是否可以轉換為接口類型

// 結構體中的非導出字段(通過 Field() 等方法獲取的)不能轉換為接口類型

func (v Value) CanInterface() bool

// 將 v 值轉換為空接口類型。v 值必須可轉換為接口類型。

func (v Value) Interface() interface{}

// 使用一對 uintptr 返回接口的數據

func (v Value) InterfaceData() [2]uintptr

// 指針

// 將 v 值轉換為 uintptr 類型,v 值必須是切片、映射、通道、函數、指針、自由指針。

func (v Value) Pointer() uintptr

// 獲取 v 值的地址。v 值必須是可尋址類型(CanAddr)。

func (v Value) UnsafeAddr() uintptr

// 將 UnsafePointer 類別的 v 值修改為 x,v 值必須是 UnsafePointer 類別,必須可修改。

func (v Value) SetPointer(x unsafe.Pointer)

// 判斷 v 值是否為 nil,v 值必須是切片、映射、通道、函數、接口、指針。

// IsNil 并不總等價于 Go 的潛在比較規則,比如對于 var i interface{},i == nil 將返回

// true,但是 reflect.ValueOf(i).IsNil() 將 panic。

func (v Value) IsNil() bool

// 獲取“指針所指的對象”或“接口所包含的對象”

func (v Value) Elem() reflect.Value

// 通用

// 獲取 v 值的字符串描述

func (v Value) String() string

// 獲取 v 值的類型

func (v Value) Type() reflect.Type

// 返回 v 值的類別,如果 v 是空值,則返回 reflect.Invalid。

func (v Value) Kind() reflect.Kind

// 獲取 v 的方法數量

func (v Value) NumMethod() int

// 根據索引獲取 v 值的方法,方法必須存在,否則 panic

// 使用 Call 調用方法的時候不用傳入接收者,Go 會自動把 v 作為接收者傳入。

func (v Value) Method(int) reflect.Value

// 根據名稱獲取 v 值的方法,如果該方法不存在,則返回空值(reflect.Invalid)。

func (v Value) MethodByName(string) reflect.Value

// 判斷 v 本身(不是 v 值)是否為零值。

// 如果 v 本身是零值,則除了 String 之外的其它所有方法都會 panic。

func (v Value) IsValid() bool

// 將 v 值轉換為 t 類型,v 值必須可轉換為 t 類型,否則 panic。

func (v Value) Convert(t Type) reflect.Value

// 獲取

// 獲取 v 值的內容,如果 v 值不是有符號整型,則 panic。

func (v Value) Int() int64

// 獲取 v 值的內容,如果 v 值不是無符號整型(包括 uintptr),則 panic。

func (v Value) Uint() uint64

// 獲取 v 值的內容,如果 v 值不是浮點型,則 panic。

func (v Value) Float() float64

// 獲取 v 值的內容,如果 v 值不是復數型,則 panic。

func (v Value) Complex() complex128

// 獲取 v 值的內容,如果 v 值不是布爾型,則 panic。

func (v Value) Bool() bool

// 獲取 v 值的長度,v 值必須是字符串、數組、切片、映射、通道。

func (v Value) Len() int

// 獲取 v 值的容量,v 值必須是數值、切片、通道。

func (v Value) Cap() int

// 獲取 v 值的第 i 個元素,v 值必須是字符串、數組、切片,i 不能超出范圍。

func (v Value) Index(i int) reflect.Value

// 獲取 v 值的內容,如果 v 值不是字節切片,則 panic。

func (v Value) Bytes() []byte

// 獲取 v 值的切片,切片長度 = j - i,切片容量 = v.Cap() - i。

// v 必須是字符串、數值、切片,如果是數組則必須可尋址。i 不能超出范圍。

func (v Value) Slice(i, j int) reflect.Value

// 獲取 v 值的切片,切片長度 = j - i,切片容量 = k - i。

// i、j、k 不能超出 v 的容量。i 《= j 《= k。

// v 必須是字符串、數值、切片,如果是數組則必須可尋址。i 不能超出范圍。

func (v Value) Slice3(i, j, k int) reflect.Value

// 根據 key 鍵獲取 v 值的內容,v 值必須是映射。

// 如果指定的元素不存在,或 v 值是未初始化的映射,則返回零值(reflect.ValueOf(nil))

func (v Value) MapIndex(key Value) reflect.Value

// 獲取 v 值的所有鍵的無序列表,v 值必須是映射。

// 如果 v 值是未初始化的映射,則返回空列表。

func (v Value) MapKeys() []reflect.Value

// 判斷 x 是否超出 v 值的取值范圍,v 值必須是有符號整型。

func (v Value) OverflowInt(x int64) bool

// 判斷 x 是否超出 v 值的取值范圍,v 值必須是無符號整型。

func (v Value) OverflowUint(x uint64) bool

// 判斷 x 是否超出 v 值的取值范圍,v 值必須是浮點型。

func (v Value) OverflowFloat(x float64) bool

// 判斷 x 是否超出 v 值的取值范圍,v 值必須是復數型。

func (v Value) OverflowComplex(x complex128) bool

------------------------------

// 設置(這些方法要求 v 值必須可修改)

// 設置 v 值的內容,v 值必須是有符號整型。

func (v Value) SetInt(x int64)

// 設置 v 值的內容,v 值必須是無符號整型。

func (v Value) SetUint(x uint64)

// 設置 v 值的內容,v 值必須是浮點型。

func (v Value) SetFloat(x float64)

// 設置 v 值的內容,v 值必須是復數型。

func (v Value) SetComplex(x complex128)

// 設置 v 值的內容,v 值必須是布爾型。

func (v Value) SetBool(x bool)

// 設置 v 值的內容,v 值必須是字符串。

func (v Value) SetString(x string)

// 設置 v 值的長度,v 值必須是切片,n 不能超出范圍,不能為負數。

func (v Value) SetLen(n int)

// 設置 v 值的內容,v 值必須是切片,n 不能超出范圍,不能小于 Len。

func (v Value) SetCap(n int)

// 設置 v 值的內容,v 值必須是字節切片。x 可以超出 v 值容量。

func (v Value) SetBytes(x []byte)

// 設置 v 值的鍵和值,如果鍵存在,則修改其值,如果鍵不存在,則添加鍵和值。

// 如果將 val 設置為零值(reflect.ValueOf(nil)),則刪除該鍵。

// 如果 v 值是一個未初始化的 map,則 panic。

func (v Value) SetMapIndex(key, val reflect.Value)

// 設置 v 值的內容,v 值必須可修改,x 必須可以賦值給 v 值。

func (v Value) Set(x reflect.Value)

------------------------------

// 結構體

// 獲取 v 值的字段數量,v 值必須是結構體。

func (v Value) NumField() int

// 根據索引獲取 v 值的字段,v 值必須是結構體。如果字段不存在則 panic。

func (v Value) Field(i int) reflect.Value

// 根據索引鏈獲取 v 值的嵌套字段,v 值必須是結構體。

func (v Value) FieldByIndex(index []int) reflect.Value

// 根據名稱獲取 v 值的字段,v 值必須是結構體。

// 如果指定的字段不存在,則返回零值(reflect.ValueOf(nil))

func (v Value) FieldByName(string) reflect.Value

// 根據匹配函數 match 獲取 v 值的字段,v 值必須是結構體。

// 如果沒有匹配的字段,則返回零值(reflect.ValueOf(nil))

func (v Value) FieldByNameFunc(match func(string) bool) Value

// 函數

// 通過參數列表 in 調用 v 值所代表的函數(或方法)。函數的返回值存入 r 中返回。

// 要傳入多少參數就在 in 中存入多少元素。

// Call 即可以調用定參函數(參數數量固定),也可以調用變參函數(參數數量可變)。

func (v Value) Call(in []Value) (r []Value)

// 通過參數列表 in 調用 v 值所代表的函數(或方法)。函數的返回值存入 r 中返回。

// 函數指定了多少參數就在 in 中存入多少元素,變參作為一個單獨的參數提供。

// CallSlice 只能調用變參函數。

func (v Value) CallSlice(in []Value) []Value

// 通道

// 發送數據(會阻塞),v 值必須是可寫通道。

func (v Value) Send(x reflect.Value)

// 接收數據(會阻塞),v 值必須是可讀通道。

func (v Value) Recv() (x reflect.Value, ok bool)

// 嘗試發送數據(不會阻塞),v 值必須是可寫通道。

func (v Value) TrySend(x reflect.Value) bool

// 嘗試接收數據(不會阻塞),v 值必須是可讀通道。

func (v Value) TryRecv() (x reflect.Value, ok bool)

// 關閉通道,v 值必須是通道。

func (v Value) Close()

// 示例

var f1 = func(a int, b []int) { fmt.Println(a, b) }

var f2 = func(a int, b 。..int) { fmt.Println(a, b) }

func main() {

v1 := reflect.ValueOf(f1)

v2 := reflect.ValueOf(f2)

a := reflect.ValueOf(1)

b := reflect.ValueOf([]int{1, 2, 3})

v1.Call([]reflect.Value{a, b})

v2.Call([]reflect.Value{a, a, a, a, a, a})

//v1.CallSlice([]reflect.Value{a, b}) // 非變參函數,不能用 CallSlice。

v2.CallSlice([]reflect.Value{a, b})

}

樣例

類型的字段標識

下面是分析一個struct值,t,的簡單例子。我們用這個struct的地址創建一個反射對象,因為我們想一會改變它的值。然后我們把typeofT變量設置為這個反射對象的類型,接著使用一些直接的方法調用(細節請見reflect包)來迭代各個域。注意,我們從struct類型中提取了各個域的名字,但是這些域本身都是reflect.Value對象。

type T struct {

A int

B string

}

t := T{23, “skidoo”}

s := reflect.ValueOf(&t).Elem()

typeOfT := s.Type()//把s.Type()返回的Type對象復制給typeofT,typeofT也是一個反射。

for i := 0; i 《 s.NumField(); i++ {

f := s.Field(i)//迭代s的各個域,注意每個域仍然是反射。

fmt.Printf(“%d: %s %s = %v

”, i,

typeOfT.Field(i).Name, f.Type(), f.Interface())//提取了每個域的名字

}

0: A int = 23

1: B string = skidoo

reflect.Type的Field方法將返回一個reflect.StructField,里面含有每個成員的名字、類型和可選的成員標簽等信息。

因為s包含了一個settable的反射對象,所以我們可以修改這個structure的各個域。

s.Field(0).SetInt(77)

s.Field(1).SetString(“Sunset Strip”)

fmt.Println(“t is now”, t)

t is now {77 Sunset Strip}

類型的方法集

func Print(x interface{}) {

v := reflect.ValueOf(x)

t := v.Type()

fmt.Printf(“type %s

”, t)

for i := 0; i 《 v.NumMethod(); i++ {

methType := v.Method(i).Type()

fmt.Printf(“func (%s) %s%s

”, t, t.Method(i).Name,

strings.TrimPrefix(methType.String(), “func”))

}

}

reflect.Type和reflect.Value都提供了一個Method方法。每次t.Method(i)調用將一個reflect.Method的實例,對應一個用于描述一個方法的名稱和類型的結構體。每次v.Method(i)方法調用都返回一個reflect.Value以表示對應的值(§6.4),也就是一個方法是幫到它的接收者的。使用reflect.Value.Call方法(我們之類沒有演示),將可以調用一個Func類型的Value,但是這個例子中只用到了它的類型。

methods.Print(time.Hour)

// Output:

// type time.Duration

// func (time.Duration) Hours() float64

// func (time.Duration) Minutes() float64

// func (time.Duration) Nanoseconds() int64

// func (time.Duration) Seconds() float64

// func (time.Duration) String() string

methods.Print(new(strings.Replacer))

// Output:

// type *strings.Replacer

// func (*strings.Replacer) Replace(string) string

// func (*strings.Replacer) WriteString(io.Writer, string) (int, error)

反射的原理

Typeof

Typeof 函數非常簡單,在調用 Typeof 函數的時候,變量就已經被轉化為 interface 類型,Typeof 只需要將它的 typ 屬性取出來即可。

func TypeOf(i interface{}) Type {

eface := *(*emptyInterface)(unsafe.Pointer(&i))

return toType(eface.typ)

}

func toType(t *rtype) Type {

if t == nil {

return nil

}

return t

}

type.Name 函數

解析類型的名稱是一個反射很基礎的功能,它和 String 方法的不同在于,它不會包含類型所在包的名字,例如 main.Cat 與 Cat,所以一定不要用 name 來區分類型。

從實現來看,Name 是建立在 String 函數的基礎上的,它找到了 。 這個字符然后分割了字符串。

從下面的代碼中可以看到,rtype 的 str(nameoff) 屬性并不是簡單的距離,而是距離各個模塊 types 的距離。

func (t *rtype) Name() string {

if t.tflag&tflagNamed == 0 {

return “”

}

s := t.String()

i := len(s) - 1

for i 》= 0 && s[i] != ‘。’ {

i--

}

return s[i+1:]

}

func (t *rtype) String() string {

s := t.nameOff(t.str).name()

if t.tflag&tflagExtraStar != 0 {

return s[1:]

}

return s

}

func (t *rtype) nameOff(off nameOff) name {

return name{(*byte)(resolveNameOff(unsafe.Pointer(t), int32(off)))}

}

// reflect_resolveNameOff resolves a name offset from a base pointer.

//go:linkname reflect_resolveNameOff reflect.resolveNameOff

func reflect_resolveNameOff(ptrInModule unsafe.Pointer, off int32) unsafe.Pointer {

return unsafe.Pointer(resolveNameOff(ptrInModule, nameOff(off)).bytes)

}

func resolveNameOff(ptrInModule unsafe.Pointer, off nameOff) name {

if off == 0 {

return name{}

}

base := uintptr(ptrInModule)

for md := &firstmoduledata; md != nil; md = md.next {

if base 》= md.types && base 《 md.etypes {

res := md.types + uintptr(off)

if res 》 md.etypes {

println(“runtime: nameOff”, hex(off), “out of range”, hex(md.types), “-”, hex(md.etypes))

throw(“runtime: name offset out of range”)

}

return name{(*byte)(unsafe.Pointer(res))}

}

}

// No module found. see if it is a run time name.

reflectOffsLock()

res, found := reflectOffs.m[int32(off)]

reflectOffsUnlock()

if !found {

println(“runtime: nameOff”, hex(off), “base”, hex(base), “not in ranges:”)

for next := &firstmoduledata; next != nil; next = next.next {

println(“ types”, hex(next.types), “etypes”, hex(next.etypes))

}

throw(“runtime: name offset base pointer out of range”)

}

return name{(*byte)(res)}

}

type.Field

func (t *rtype) Field(i int) StructField {

if t.Kind() != Struct {

panic(“reflect: Field of non-struct type”)

}

tt := (*structType)(unsafe.Pointer(t))

return tt.Field(i)

}

func (t *structType) Field(i int) (f StructField) {

if i 《 0 || i 》= len(t.fields) {

panic(“reflect: Field index out of bounds”)

}

p := &t.fields[i]

f.Type = toType(p.typ)

f.Name = p.name.name()

f.Anonymous = p.embedded()

if !p.name.isExported() {

f.PkgPath = t.pkgPath.name()

}

if tag := p.name.tag(); tag != “” {

f.Tag = StructTag(tag)

}

f.Offset = p.offset()

// NOTE(rsc): This is the only allocation in the interface

// presented by a reflect.Type. It would be nice to avoid,

// at least in the common cases, but we need to make sure

// that misbehaving clients of reflect cannot affect other

// uses of reflect. One possibility is CL 5371098, but we

// postponed that ugliness until there is a demonstrated

// need for the performance. This is issue 2320.

f.Index = []int{i}

return

}

type.Method 方法

對于 golang 里面的類型,它們的方法都是存儲在 uncommon 的部分當中,而且他們的數據結構是:

type method struct {

name nameOff // name of method

mtyp typeOff // method type (without receiver)

ifn textOff // fn used in interface call (one-word receiver)

tfn textOff // fn used for normal method call

}

數據結構中,mtyp 是 method 類型的地址,ifn 是接口函數的地址,tfn 是普通函數的地址。

它會被 Method 函數轉換為 Method 類型:

type Method struct {

// Name is the method name.

// PkgPath is the package path that qualifies a lower case (unexported)

// method name. It is empty for upper case (exported) method names.

// The combination of PkgPath and Name uniquely identifies a method

// in a method set.

// See https://golang.org/ref/spec#Uniqueness_of_identifiers

Name string

PkgPath string

Type Type // method type

Func Value // func with receiver as first argument

Index int // index for Type.Method

}

Method 的 Type 由 mtyp 而來,Func 由 tfn/ifn 而來,而 Func 是 Value 類型,Func.typ 還是 mtyp,ptr 是 tfn/ifn。

func (t *rtype) Method(i int) (m Method) {

if t.Kind() == Interface {

tt := (*interfaceType)(unsafe.Pointer(t))

return tt.Method(i)

}

methods := t.exportedMethods()

if i 《 0 || i 》= len(methods) {

panic(“reflect: Method index out of range”)

}

p := methods[i]

pname := t.nameOff(p.name)

m.Name = pname.name()

fl := flag(Func)

mtyp := t.typeOff(p.mtyp)

ft := (*funcType)(unsafe.Pointer(mtyp))

in := make([]Type, 0, 1+len(ft.in()))

in = append(in, t)

for _, arg := range ft.in() {

in = append(in, arg)

}

out := make([]Type, 0, len(ft.out()))

for _, ret := range ft.out() {

out = append(out, ret)

}

mt := FuncOf(in, out, ft.IsVariadic())

m.Type = mt

tfn := t.textOff(p.tfn)

fn := unsafe.Pointer(&tfn)

m.Func = Value{mt.(*rtype), fn, fl}

m.Index = i

return m

}

func (t *rtype) exportedMethods() []method {

ut := t.uncommon()

if ut == nil {

return nil

}

return ut.exportedMethods()

}

func (t *uncommonType) exportedMethods() []method {

if t.xcount == 0 {

return nil

}

return (*[1 《《 16]method)(add(unsafe.Pointer(t), uintptr(t.moff), “t.xcount 》 0”))[t.xcount]

}

ValueOf

func ValueOf(i interface{}) Value {

if i == nil {

return Value{}

}

// TODO: Maybe allow contents of a Value to live on the stack.

// For now we make the contents always escape to the heap. It

// makes life easier in a few places (see chanrecv/mapassign

// comment below)。

escapes(i)

return unpackEface(i)

}

func unpackEface(i interface{}) Value {

e := (*emptyInterface)(unsafe.Pointer(&i))

// NOTE: don‘t read e.word until we know whether it is really a pointer or not.

t := e.typ

if t == nil {

return Value{}

}

f := flag(t.Kind())

if ifaceIndir(t) {

f |= flagIndir

}

return Value{t, e.word, f}

}

value.Field

通過 value 的 Field 可以獲取到結構體的內部屬性值,結構體的內部屬性都是 structField 類型的,每個 structField.offsetEmbed 是該屬性值距離結構體地址的偏移量。

func (v Value) Field(i int) Value {

if v.kind() != Struct {

panic(&ValueError{“reflect.Value.Field”, v.kind()})

}

tt := (*structType)(unsafe.Pointer(v.typ))

if uint(i) 》= uint(len(tt.fields)) {

panic(“reflect: Field index out of range”)

}

field := &tt.fields[i]

typ := field.typ

// Inherit permission bits from v, but clear flagEmbedRO.

fl := v.flag&(flagStickyRO|flagIndir|flagAddr) | flag(typ.Kind())

// Using an unexported field forces flagRO.

if !field.name.isExported() {

if field.embedded() {

fl |= flagEmbedRO

} else {

fl |= flagStickyRO

}

}

// Either flagIndir is set and v.ptr points at struct,

// or flagIndir is not set and v.ptr is the actual struct data.

// In the former case, we want v.ptr + offset.

// In the latter case, we must have field.offset = 0,

// so v.ptr + field.offset is still the correct address.

ptr := add(v.ptr, field.offset(), “same as non-reflect &v.field”)

return Value{typ, ptr, fl}

}

type structField struct {

name name // name is always non-empty

typ *rtype // type of field

offsetEmbed uintptr // byte offset of field《《1 | isEmbedded

}

func (f *structField) offset() uintptr {

return f.offsetEmbed 》》 1

}

value.Method

我們從下面的代碼中可以看到,Method 也是返回一個 Value,但是這個 Value 的 ptr 并不是第 i 個函數的地址,而是原封不動的將原 value 的 ptr 返回了,僅僅是對 flag 設置比特位而已。

func (v Value) Method(i int) Value {

if v.typ == nil {

panic(&ValueError{“reflect.Value.Method”, Invalid})

}

if v.flag&flagMethod != 0 || uint(i) 》= uint(v.typ.NumMethod()) {

panic(“reflect: Method index out of range”)

}

if v.typ.Kind() == Interface && v.IsNil() {

panic(“reflect: Method on nil interface value”)

}

fl := v.flag & (flagStickyRO | flagIndir) // Clear flagEmbedRO

fl |= flag(Func)

fl |= flag(i)《《flagMethodShift | flagMethod

return Value{v.typ, v.ptr, fl}

}

value.Call

Call 函數目的是調用 value 的相應的函數,這里和 Method 是相互呼應的,使用了 flag 的 flagMethodShift,得到了相應的函數地址。

func (v Value) Call(in []Value) []Value {

v.mustBe(Func)

v.mustBeExported()

return v.call(“Call”, in)

}

func (v Value) call(op string, in []Value) []Value {

// Get function pointer, type.

t := (*funcType)(unsafe.Pointer(v.typ))

var (

fn unsafe.Pointer

rcvr Value

rcvrtype *rtype

if v.flag&flagMethod != 0 {

rcvr = v

rcvrtype, t, fn = methodReceiver(op, v, int(v.flag)》》flagMethodShift)

} else if v.flag&flagIndir != 0 {

fn = *(*unsafe.Pointer)(v.ptr)

} else {

fn = v.ptr

}

if fn == nil {

panic(“reflect.Value.Call: call of nil function”)

}

isSlice := op == “CallSlice”

n := t.NumIn()

if isSlice {

if !t.IsVariadic() {

panic(“reflect: CallSlice of non-variadic function”)

}

if len(in) 《 n {

panic(“reflect: CallSlice with too few input arguments”)

}

if len(in) 》 n {

panic(“reflect: CallSlice with too many input arguments”)

}

} else {

if t.IsVariadic() {

n--

}

if len(in) 《 n {

panic(“reflect: Call with too few input arguments”)

}

if !t.IsVariadic() && len(in) 》 n {

panic(“reflect: Call with too many input arguments”)

}

}

for _, x := range in {

if x.Kind() == Invalid {

panic(“reflect: ” + op + “ using zero Value argument”)

}

}

for i := 0; i 《 n; i++ {

if xt, targ := in[i].Type(), t.In(i); !xt.AssignableTo(targ) {

panic(“reflect: ” + op + “ using ” + xt.String() + “ as type ” + targ.String())

}

}

if !isSlice && t.IsVariadic() {

// prepare slice for remaining values

m := len(in) - n

slice := MakeSlice(t.In(n), m, m)

elem := t.In(n).Elem()

for i := 0; i 《 m; i++ {

x := in[n+i]

if xt := x.Type(); !xt.AssignableTo(elem) {

panic(“reflect: cannot use ” + xt.String() + “ as type ” + elem.String() + “ in ” + op)

}

slice.Index(i).Set(x)

}

origIn := in

in = make([]Value, n+1)

copy(in[:n], origIn)

in[n] = slice

}

nin := len(in)

if nin != t.NumIn() {

panic(“reflect.Value.Call: wrong argument count”)

}

nout := t.NumOut()

// Compute frame type.

frametype, _, retOffset, _, framePool := funcLayout(t, rcvrtype)

// Allocate a chunk of memory for frame.

var args unsafe.Pointer

if nout == 0 {

args = framePool.Get()。(unsafe.Pointer)

} else {

// Can’t use pool if the function has return values.

// We will leak pointer to args in ret, so its lifetime is not scoped.

args = unsafe_New(frametype)

}

off := uintptr(0)

// Copy inputs into args.

if rcvrtype != nil {

storeRcvr(rcvr, args)

off = ptrSize

}

for i, v := range in {

v.mustBeExported()

targ := t.In(i)。(*rtype)

a := uintptr(targ.align)

off = (off + a - 1) &^ (a - 1)

n := targ.size

if n == 0 {

// Not safe to compute args+off pointing at 0 bytes,

// because that might point beyond the end of the frame,

// but we still need to call assignTo to check assignability.

v.assignTo(“reflect.Value.Call”, targ, nil)

continue

}

addr := add(args, off, “n 》 0”)

v = v.assignTo(“reflect.Value.Call”, targ, addr)

if v.flag&flagIndir != 0 {

typedmemmove(targ, addr, v.ptr)

} else {

*(*unsafe.Pointer)(addr) = v.ptr

}

off += n

}

// Call.

call(frametype, fn, args, uint32(frametype.size), uint32(retOffset))

// For testing; see TestCallMethodJump.

if callGC {

runtime.GC()

}

var ret []Value

if nout == 0 {

typedmemclr(frametype, args)

framePool.Put(args)

} else {

// Zero the now unused input area of args,

// because the Values returned by this function contain pointers to the args object,

// and will thus keep the args object alive indefinitely.

typedmemclrpartial(frametype, args, 0, retOffset)

// Wrap Values around return values in args.

ret = make([]Value, nout)

off = retOffset

for i := 0; i 《 nout; i++ {

tv := t.Out(i)

a := uintptr(tv.Align())

off = (off + a - 1) &^ (a - 1)

if tv.Size() != 0 {

fl := flagIndir | flag(tv.Kind())

ret[i] = Value{tv.common(), add(args, off, “tv.Size() != 0”), fl}

// Note: this does introduce false sharing between results -

// if any result is live, they are all live.

// (And the space for the args is live as well, but as we‘ve

// cleared that space it isn’t as big a deal.)

} else {

// For zero-sized return value, args+off may point to the next object.

// In this case, return the zero value instead.

ret[i] = Zero(tv)

}

off += tv.Size()

}

}

return ret

}

原文標題:Go interface 反射

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