Golang利用反射reflect动态调用方法

Golang的官方包 reflect 实现了运行时反射（run-time reflection）。运用得当，可谓威力无穷。今天，我们就来利用reflect进行方法的动态调用……

基本知识

首先，反射主要与 golang 的 interface 类型相关。一个 interface 类型的变量包含了两个指针：一个指向变量的类型，另一个指向变量的值。最常用的莫过于这两个函数：

func main(){
	s := "hello world"
	fmt.Println(reflect.ValueOf(s))   // hello world
	fmt.Println(reflect.TypeOf(s))    // string
}

其中,

reflect.ValueOf() 返回值类型：reflect.Value

reflect.TypeOf() 返回值类型：reflect.Type

创建变量

接下来，我们可以使用 reflect  来动态的创建变量：

func main(){
	var s string
	t := reflect.TypeOf(s)
	fmt.Println(t)                 // string
	sptr := reflect.New(t)
	fmt.Printf("%s\n", sptr)       // %!s(*string=0xc00000e1e0)
}

需要留意， reflect.New() 返回的是一个 指针 ：

New returns a Value representing a pointer to a new zero value for the specified type. That is, the returned Value’s Type is PtrTo(typ).

这时候，我们可以使用 reflect.Value.Elem() 来取得其实际的值：

sval := sptr.Elem()    // 返回值类型：reflect.Value

然后再将其转为 interface 并做 type-assertion ：

ss := sval.interface().(string)
fmt.Println(ss)       // 空字符串

动态调用

假设我们已经定义了以下的 struct 并实现了相关的方法：

type M struct{}
type In struct{}
type Out struct{}
 
func (m *M) Example(in In) Out {
	return Out{}
}

然后我们就可以通过下面这种方式来进行调用了：

func main() {
	v := reflect.ValueOf(&M{})
	m := v.MethodByName("Example")
	in := m.Type().In(0)
	out := m.Type().Out(0)
	fmt.Println(in, out)
       
	inVal := reflect.New(in).Elem()
        // 可以将 inVal 转为interface后进行赋值之类的操作……
	rtn := m.Call([]reflect.Value{inVal})
	fmt.Println(rtn[0])
}

注册方法

我们再定义一个保存 M 所有方法的 map struct ：

type Handler struct {
	Func   reflect.Value
	In     reflect.Type
	NumIn  int
	Out    reflect.Type
	NumOut int
}

然后我们就可以来遍历结构体 M 的所有方法了：

func main() {
	handlers := make(map[string]*Handler)
	v := reflect.ValueOf(&M{})
	t := reflect.TypeOf(&M{})
	for i := 0; i < v.NumMethod(); i++ {
		name := t.Method(i).Name
		// 可以根据 i 来获取实例的方法，也可以用 v.MethodByName(name) 获取 
		m := v.Method(i)
		// 这个例子我们只获取第一个输入参数和第一个返回参数
		in := m.Type().In(0)
		out := m.Type().Out(0)
		handlers[name] = &Handler{
			Func:   m,
			In:     in,
			NumIn:  m.Type().NumIn(),
			Out:    out,
			NumOut: m.Type().NumOut(),
		}
	}
}

Elem()

在学习 reflect 的过程中，我们发现 reflect.Value 和 reflect.Type 都提供了 Elem() 方法。

reflect.Value.Elem() 的作用已经在前面稍微提到了，主要就是返回一个 interface 或者 pointer 的值：

Elem returns the value that the interface v contains or that the pointer v points to. It panics if v’s Kind is not Interface or Ptr. It returns the zero Value if v is nil.

reflect.Type.Elem() 的作用则是返回一个类型（如：Array，Map，Chan等）的元素的类型：

Elem returns a type’s element type. It panics if the type’s Kind is not Array, Chan, Map, Ptr, or Slice.