found.001

赵燕辉

首先来一段简单的代码逻辑热身，下面的代码大家觉得应该会打印什么呢？

\ntypeOKRstruct{\nidint\ncontentstring\n}\n\nfuncgetOkrDetail(ctxcontext.Context,okrIdint)(*OKR,*okrErr.OkrErr){\nreturn&OKR{id:okrId,content:fmt.Sprint(rand.Int63())},nil\n}\n\nfuncgetOkrDetailV2(ctxcontext.Context,okrIdint)(*OKR,okrErr.OkrError){\nifokrId==2{\nreturnnil,okrErr.OKRNotFoundError\n}\nreturn&OKR{id:okrId,content:fmt.Sprint(rand.Int63())},nil\n}\n\nfuncpaperOkrId(ctxcontext.Context)(int,error){\nreturn1,nil\n}\n\nfuncTest001(ctxcontext.Context)(){\nvarokr*OKR\nokrId,err:=paperOkrId(ctx)\niferr!=nil{\nfmt.Println("####111####")\n}\nokr,err=getOkrDetail(ctx,okrId)\niferr!=nil{\nfmt.Println("####222####")\n}\nokr,err=getOkrDetailV2(ctx,okrId)\niferr!=nil{\nfmt.Println("####333####")\n}\n\nokr,err=getOkrDetailV2(ctx,okrId+1)\niferr!=nil{\nfmt.Println("####444####")\n}\nfmt.Println("####555####")\nfmt.Printf("%v",okr)\n}\n\nfuncmain(){\nTest001(context.Background())\n}

前言

在讲反射之前，先来看看Golang关于类型设计的一些原则

在Golang中变量包括（type,value）两部分理解这一点就能解决上面的简单问题了type包括statictype和concretetype.简单来说statictype是你在编码是看见的类型(如int、string)，concretetype是runtime系统看见的类型。类型断言能否成功，取决于变量的concretetype，而不是statictype.

接下来要说的反射，就是能够在运行时更新变量和检查变量的值、调用变量的方法和变量支持的内在操作，而不需要在编译时就知道这些变量的具体类型。这种机制被称为反射。Golang的基础类型是静态的（也就是指定int、string这些的变量，它的type是statictype），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concretetype），只有运行时interface类型才有反射一说。

Golang中为什么要使用反射/什么场景可以（应该）使用反射

当程序运行时，我们获取到一个interface变量，程序应该如何知道当前变量的类型，和当前变量的值呢？

当然我们可以有预先定义好的指定类型，但是如果有一个场景是我们需要编写一个函数，能够处理一类共性逻辑的场景，但是输入类型很多，或者根本不知道接收参数的类型是什么，或者可能是没约定好；也可能是传入的类型很多，这些类型并不能统一表示。这时反射就会用的上了，典型的例子如：json.Marshal。

再比如说有时候需要根据某些条件决定调用哪个函数，比如根据用户的输入来决定。这时就需要对函数和函数的参数进行反射，在运行期间动态地执行函数。

举例场景：

比如我们需要将一个struct执行某种操作（用格式化打印代替），这种场景下我们有多种方式可以实现，比较简单的方式是：switchcase

funcSprint(xinterface{})string{\ntypestringerinterface{\nString()string\n}\nswitchx:=x.(type){\ncasestringer:\nreturnx.String()\ncasestring:\nreturnx\ncaseint:\nreturnstrconv.Itoa(x)\n//int16,uint32...\ncasebool:\nifx{\nreturn"true"\n}\nreturn"false"\ndefault:\nreturn"wrongparametertype"\n}\n}\n\ntypepermissionTypeint64\n

但是这种简单的方法存在一个问题，当增加一个场景时，比如需要对slice支持，则需要在增加一个分支，这种增加是无穷无尽的，每当我需要支持一种类型，哪怕是自定义类型，本质上是int64也仍然需要增加一个分支。

反射的基本用法

在Golang中为我们提供了两个方法，分别是reflect.ValueOf和reflect.TypeOf，见名知意这两个方法分别能帮我们获取到对象的值和类型。Valueof返回的是Reflect.Value对象，是一个struct,而typeof返回的是Reflect.Type是一个接口。我们只需要简单的使用这两个进行组合就可以完成多种功能。

typeGetOkrDetailRespstruct{\nOkrIdint64\nUInfo*UserInfo\nObjList[]*ObjInfo\n}\ntypeObjInfostruct{\nObjIdint64\nContentstring\n}\n\ntypeUserInfostruct{\nNamestring\nAgeint\nIsLeaderbool\nSalaryfloat64\nprivateFiledint\n}\n\n//利用反射创建struct\nfuncNewUserInfoByReflect(reqinterface{})*UserInfo{\nifreq==nil{\nreturnnil\n}\nreqType:=reflect.TypeOf(req)\nifreqType.Kind()==reflect.Ptr{\nreqType=reqType.Elem()\n}\nreturnreflect.New(reqType).Interface().(*UserInfo)\n}\n\n//修改struct字段值\nfuncModifyOkrDetailRespData(reqinterface{}){\nreqValue:=reflect.ValueOf(req).Elem()\nfmt.Println(reqValue.CanSet())\nuType:=reqValue.FieldByName("UInfo").Type().Elem()\nfmt.Println(uType)\nuInfo:=reflect.New(uType)\nreqValue.FieldByName("UInfo").Set(uInfo)\n}\n\n//读取struct字段值，并根据条件进行过滤\nfuncFilterOkrRespData(reqDatainterface{},objIdint64){\n//首先获取req中objslice的value\nfori:=0;i<reflect.ValueOf(reqData).Elem().NumField();i++{\nfieldValue:=reflect.ValueOf(reqData).Elem().Field(i)\niffieldValue.Kind()!=reflect.Slice{\ncontinue\n}\nfieldType:=fieldValue.Type()//[]*ObjInfo\nsliceType:=fieldType.Elem()//*ObjInfo\nslicePtr:=reflect.New(reflect.SliceOf(sliceType))//创建一个指向slice的指针\nslice:=slicePtr.Elem()\nslice.Set(reflect.MakeSlice(reflect.SliceOf(sliceType),0,0))//将这个指针指向新创建slice\n//过滤所有objId==当前objId的struct\nfori:=0;i<fieldValue.Len();i++{\niffieldValue.Index(i).Elem().FieldByName("ObjId").Int()!=objId{\ncontinue\n}\nslice=reflect.Append(slice,fieldValue.Index(i))\n}\n//将resp的当前字段设置为过滤后的slice\nfieldValue.Set(slice)\n}\n}\n\nfuncTest003(){\n//利用反射创建一个新的对象\nvaruInfo*UserInfo\nuInfo=NewUserInfoByReflect(uInfo)\nuInfo=NewUserInfoByReflect((*UserInfo)(nil))\n\n//修改resp返回值里面的userinfo字段（初始化）\nreqData1:=new(GetOkrDetailResp)\nfmt.Println(reqData1.UInfo)\nModifyOkrDetailRespData(reqData1)\nfmt.Println(reqData1.UInfo)\n\n//构建请求参数\nreqData:=&GetOkrDetailResp{OkrId:123}\nfori:=0;i<10;i++{\nreqData.ObjList=append(reqData.ObjList,&ObjInfo{ObjId:int64(i),Content:fmt.Sprint(i)})\n}\n//输出过滤前结果\nfmt.Println(reqData)\n//对respData进行过滤操作\nFilterOkrRespData(reqData,6)\n//输出过滤后结果\nfmt.Println(reqData)\n}反射的性能分析与优缺点

大家都或多或少听说过反射性能偏低，使用反射要比正常调用要低几倍到数十倍，不知道大家有没有思考过反射性能都低在哪些方面，我先做一个简单分析，通过反射在获取或者修改值内容时，多了几次内存引用，多绕了几次弯，肯定没有直接调用某个值来的迅速，这个是反射带来的固定性能损失，还有一方面的性能损失在于，结构体类型字段比较多时，要进行遍历匹配才能获取对应的内容。下面就根据反射具体示例来分析性能：

测试反射结构体初始化

//测试结构体初始化的反射性能\nfuncBenchmark_Reflect_New(b*testing.B){\nvartf*TestReflectField\nt:=reflect.TypeOf(TestReflectField{})\nfori:=0;i<b.N;i++{\ntf=reflect.New(t).Interface().(*TestReflectField)\n}\n_=tf\n}\n\n//测试结构体初始化的性能\nfuncBenchmark_New(b*testing.B){\nvartf*TestReflectField\nfori:=0;i<b.N;i++{\ntf=new(TestReflectField)\n}\n_=tf\n}

运行结果：

可以看出，利用反射初始化结构体和直接使用创建new结构体是有性能差距的，但是差距不大，不到一倍的性能损耗，看起来对于性能来说损耗不是很大，可以接受。

测试结构体字段读取/赋值

//---------------------字段读---------------------------------\n//测试反射读取结构体字段值的性能\nfuncBenchmark_Reflect_GetField(b*testing.B){\nvartf=new(TestReflectField)\nvarrint64\ntemp:=reflect.ValueOf(tf).Elem()\nfori:=0;i<b.N;i++{\nr=temp.Field(1).Int()\n}\n_=tf\n_=r\n}\n\n//测试反射读取结构体字段值的性能\nfuncBenchmark_Reflect_GetFieldByName(b*testing.B){\nvartf=new(TestReflectField)\ntemp:=reflect.ValueOf(tf).Elem()\nvarrint64\nfori:=0;i<b.N;i++{\nr=temp.FieldByName("Age").Int()\n}\n_=tf\n_=r\n}\n\n//测试结构体字段读取数据的性能\nfuncBenchmark_GetField(b*testing.B){\nvartf=new(TestReflectField)\ntf.Age=1995\nvarrint\nfori:=0;i<b.N;i++{\nr=tf.Age\n}\n_=tf\n_=r\n}\n\n//---------------------字段写---------------------------------\n//测试反射设置结构体字段的性能\nfuncBenchmark_Reflect_Field(b*testing.B){\nvartf=new(TestReflectField)\n\ntemp:=reflect.ValueOf(tf).Elem()\nfori:=0;i<b.N;i++{\ntemp.Field(1).SetInt(int64(25))\n}\n_=tf\n}\n\n//测试反射设置结构体字段的性能\nfuncBenchmark_Reflect_FieldByName(b*testing.B){\nvartf=new(TestReflectField)\ntemp:=reflect.ValueOf(tf).Elem()\nfori:=0;i<b.N;i++{\ntemp.FieldByName("Age").SetInt(int64(25))\n}\n_=tf\n}\n\n//测试结构体字段设置的性能\nfuncBenchmark_Field(b*testing.B){\nvartf=new(TestReflectField)\nfori:=0;i<b.N;i++{\ntf.Age=i\n}\n_=tf\n}

测试结果：

从上面可以看出，通过反射进行struct字段读取耗时是直接读取耗时的百倍。直接对实例变量进行赋值每次0.5ns，性能是通过反射操作实例指定位置字段的10倍左右。使用FieldByName("Age")方法性能比使用Field(1)方法性能要低十倍左右，看代码的话我们会发现，FieldByName是通过遍历匹配所有的字段，然后比对字段名称，来查询其在结构体中的位置，然后通过位置进行赋值，所以性能要比直接使用Field(index)低上很多。

建议：

1.如果不是必要尽量不要使用反射进行操作，使用反射时要评估好引入反射对接口性能的影响。

2.减少使用FieldByName方法。在需要使用反射进行成员变量访问的时候，尽可能的使用成员的序号。如果只知道成员变量的名称的时候，看具体代码的使用场景，如果可以在启动阶段或在频繁访问前，通过TypeOf()、Type.FieldByName()和StructField.Index得到成员的序号。注意这里需要的是使用的是reflect.Type而不是reflect.Value，通过reflect.Value是得不到字段名称的。

测试结构体方法调用

//测试通过结构体访问方法性能\nfuncBenchmarkMethod(b*testing.B){\nt:=&TestReflectField{}\nfori:=0;i<b.N;i++{\nt.Func0()\n}\n}\n\n//测试通过序号反射访问无参数方法性能\nfuncBenchmarkReflectMethod(b*testing.B){\nv:=reflect.ValueOf(&TestReflectField{})\nfori:=0;i<b.N;i++{\nv.Method(0).Call(nil)\n}\n}\n\n//测试通过名称反射访问无参数方法性能\nfuncBenchmarkReflectMethodByName(b*testing.B){\nv:=reflect.ValueOf(&TestReflectField{})\nfori:=0;i<b.N;i++{\nv.MethodByName("Func0").Call(nil)\n}\n}\n\n//测试通过反射访问有参数方法性能\nfuncBenchmarkReflectMethod_WithArgs(b*testing.B){\nv:=reflect.ValueOf(&TestReflectField{})\nfori:=0;i<b.N;i++{\nv.Method(1).Call([]reflect.Value{reflect.ValueOf(i)})\n}\n}\n\n//测试通过反射访问结构体参数方法性能\nfuncBenchmarkReflectMethod_WithArgs_Mul(b*testing.B){\nv:=reflect.ValueOf(&TestReflectField{})\nfori:=0;i<b.N;i++{\nv.Method(2).Call([]reflect.Value{reflect.ValueOf(TestReflectField{})})\n}\n}\n\n//测试通过反射访问接口参数方法性能\nfuncBenchmarkReflectMethod_WithArgs_Interface(b*testing.B){\nv:=reflect.ValueOf(&TestReflectField{})\nfori:=0;i<b.N;i++{\nvartfTestInterface=&TestReflectField{}\nv.Method(3).Call([]reflect.Value{reflect.ValueOf(tf)})\n}\n}\n\n//测试访问多参数方法性能\nfuncBenchmarkMethod_WithManyArgs(b*testing.B){\ns:=&TestReflectField{}\nfori:=0;i<b.N;i++{\ns.Func4(i,i,i,i,i,i)\n}\n}\n\n//测试通过反射访问多参数方法性能\nfuncBenchmarkReflectMethod_WithManyArgs(b*testing.B){\nv:=reflect.ValueOf(&TestReflectField{})\nva:=make([]reflect.Value,0)\nfori:=1;i<=6;i++{\nva=append(va,reflect.ValueOf(i))\n}\n\nfori:=0;i<b.N;i++{\nv.Method(4).Call(va)\n}\n}\n\n//测试访问有返回值的方法性能\nfuncBenchmarkMethod_WithResp(b*testing.B){\ns:=&TestReflectField{}\nfori:=0;i<b.N;i++{\n_=s.Func5()\n}\n}\n\n//测试通过反射访问有返回值的方法性能\nfuncBenchmarkReflectMethod_WithResp(b*testing.B){\nv:=reflect.ValueOf(&TestReflectField{})\nfori:=0;i<b.N;i++{\n_=v.Method(5).Call(nil)[0].Int()\n}\n}

这个测试结果同上面的分析相同

优缺点：

优点：

反射提高了程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力。合理利用反射可以减少重复代码

缺点：

与反射相关的代码，经常是难以阅读的。在软件工程中，代码可读性也是一个非常重要的指标。Go语言作为一门静态语言，编码过程中，编译器能提前发现一些类型错误，但是对于反射代码是无能为力的。所以包含反射相关的代码，很可能会运行很久，才会出错，这时候经常是直接panic，可能会造成严重的后果。反射对性能影响还是比较大的，比正常代码运行速度慢一到两个数量级。所以，对于一个项目中处于运行效率关键位置的代码，尽量避免使用反射特性。反射在okr中的简单应用

funcOkrBaseMW(nextendpoint.EndPoint)endpoint.EndPoint{\nreturnfunc(ctxcontext.Context,reqinterface{})(respinterface{},errerror){\nifreq==nil{\nreturnnext(ctx,req)\n}\nrequestValue:=reflect.ValueOf(req)\n\n//若req为指针，则转换为非指针值\nifrequestValue.Type().Kind()==reflect.Ptr{\nrequestValue=requestValue.Elem()\n}\n\n//若req的值不是一个struct，则不注入\nifrequestValue.Type().Kind()!=reflect.Struct{\nreturnnext(ctx,req)\n}\n\nifrequestValue.IsValid(){\nokrBaseValue:=requestValue.FieldByName("OkrBase")\nifokrBaseValue.IsValid()&&okrBaseValue.Type().Kind()==reflect.Ptr{\nokrBase,ok:=okrBaseValue.Interface().(*okrx.OkrBase)\nifok{\nctx=contextWithUserInfo(ctx,okrBase)\nctx=contextWithLocaleInfo(ctx,okrBase)\nctx=contextWithUserAgent(ctx,okrBase)\nctx=contextWithCsrfToken(ctx,okrBase)\nctx=contextWithReferer(ctx,okrBase)\nctx=contextWithXForwardedFor(ctx,okrBase)\nctx=contextWithHost(ctx,okrBase)\nctx=contextWithURI(ctx,okrBase)\nctx=contextWithSession(ctx,okrBase)\n}\n}\n}\n\nreturnnext(ctx,req)\n}\n}结论：

使用反射必定会导致性能下降，但是反射是一个强有力的工具，可以解决我们平时的很多问题，比如数据库映射、数据序列化、代码生成场景。在使用反射的时候，我们需要避免一些性能过低的操作，例如使用FieldByName()和MethodByName()方法，如果必须使用这些方法的时候，我们可以预先通过字段名或者方法名获取到对应的字段序号，然后使用性能较高的反射操作，以此提升使用反射的性能。

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