golang利用reflect包實現struct與params自動綁定

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前言

因為 golang 靜態強型別語言特性以及沒有很好的泛型支援導致在用 go 寫 web 服務的時候，總會因為要對 http params 的解析和類型轉換上要花很多時間，並且這會讓代碼顯得很冗餘，那有什麼辦法可以解決這一苦痛呢？答案當然是有的，這裡我講會到如何用 reflect 包寫一個工具類實現 model 層 struct 與 http params 的自動對應綁定。

具體實現其實很簡單，主要用到的就是通過 reflect.TypeOf() 擷取欄位的類型（包括欄位名，類型，Tag描述等相關資訊），以及 reflect.ValueOf() 來擷取欄位的實值型別用於複寫從params擷取到的資料， 同時還要注意不同類型數值在 Set 時的差別。

用料

首先我們設計一個struct來儲存每個反射欄位的屬性，就比如以下這樣。
注意：取決於 golang 對於反射模型實現上的差異，這種操作在 go 裡面其實並不是那麼的高效，推薦在第一次反射後 cache 一份結果到記憶體，以便下次用的時候直接擷取。

type field struct {name     stringdef      booldefValue reflect.Valuerequired bool}

通過 range reflect.Type 擷取 struct field 資訊並填充到 []*field ，其中這包括了欄位是否必傳、預設值、欄位名，這些都可以利用自訂 TAG 描述實現。

type Account struct {Email string `params:"email;required"`Name  string `params:"name;required"`Sign  string `params:"sign"`San   int    `params:"sam" defalut:"-99999"`}

除此之外我們還得需要一個 bitmap 用於映射 reflect.Kind 對應著的類型關係，以便於在 Set Value 時做好類型轉換

var bitMap = map[reflect.Kind]int{reflect.Int.Stringreflect.Int:     32,reflect.Int16:   16,reflect.Int32:   32,reflect.Int64:   64,reflect.Int8:    8,reflect.Uint:    32,reflect.Uint16:  16,reflect.Uint32:  32,reflect.Uint64:  64,reflect.Uint8:   8,reflect.Float32: 32,reflect.Float64: 64,}

實現

當完備以上材料後，想要實現我們的功能那就如魚得水輕鬆自如了，只需要 range 我們定義好的 field slice，依次從 url.Values 中 Get 參數中的值，因為 http 協議的請求報文是面向文本沒有額外的類型描述，因此我們擷取到的資料都是文本類型，這時候我們需要根據 reflect.Kind 以不同類型調用不同 Set 方法。

func setValue(data string, v reflect.Value) (err error) {kind := v.Kind()switch kind {case reflect.Int64, reflect.Int8, reflect.Int16, reflect.Int32, reflect.Int:var d int64d, err = strconv.ParseInt(data, 10, bitMap[kind])if err != nil {return}v.SetInt(d)case reflect.Uint, reflect.Uint16, reflect.Uint32, reflect.Uint64, reflect.Uint8:var d uint64d, err = strconv.ParseUint(data, 10, bitMap[kind])if err != nil {return}v.SetUint(d)case reflect.Float64, reflect.Float32:var d float64d, err = strconv.ParseFloat(data, bitMap[kind])if err != nil {return}v.SetFloat(d)case reflect.String:if data == "" {return}v.SetString(data)return

reflect 效能最佳化

reflect慢主要有兩個原因：一是涉及到記憶體配置 malloc 以後的 GC（這在Go 1.9 Vsersion 中有所改善）；二是 reflect 實現裡面有大量的枚舉，以及類型推導之類的，再者 reflect.ValueOf()  得到的 reflect.Value 類型是一個具體的值，每次反射都得需要重新 malloc 這就又拖慢了整個過程的速度。

那如果我們不使用 reflect.ValueOf() 得到值，直接使用 reflect.TypeOf() 的結果操作 struct 的資料，省掉一層反射是不是速度就會快很多呢？ 答案當然是一定的！直接上代碼~

func setValueWithPointer() {acc := &Account{}tp := reflect.TypeOf(acc).Elem()field, _ := tp.FieldByName("Email")fieldPtr := uintptr(unsafe.Pointer(acc)) + field.Offset*((*string)(unsafe.Pointer(fieldPtr))) = "admin#otokaze.cn"fmt.Println(acc) // stdout: &{admin#otokaze.cn   0}}

我們很巧妙的利用了 reflect.TypeOf() 預留給我們的 struct 內部 field 記憶體位址的位移量，也因為 uintptr() 強轉得到的是一個整形記憶體位址，這是可以進行算術運算的，只要拿到初始化 struct 後分配開始的記憶體位址再加上 field 記憶體位址的位移量，我們就能直接拿到這個 field 在實體記憶體上的地址，以此來寫入我們需要的內容。這種最直接的方式也節省了 reflect.ValueOf() 做的二次反射，同時也達到了我們的修改目的。

以上，由此可見只要掌握了正確的姿勢，golang 的反射效率依舊可以有很大提升！反射的應用情境還遠不只如此，我們都知道因為靜態語言的關係在 golang 沒有如同 php 中 $$ 可變變數的支援，其實也可以通過反射來實作類別似的效果，不過這就不是今天這篇文章所屬的範疇了，把它當作知識點，循循善誘。還有更多的技巧等著你發現~