Go学习第十二章——Go反射与TCP编程

Go反射与TCP编程

- - 1 反射
  - - 1.1 基本介绍
    - 1.2 快速入门
    - 1.3 注意事项和细节说明
    - 1.4 最佳实践
  - 2 Tcp Socket编程
  - - 2.1 基本介绍
    - 2.2 入门案例
    - 2.3 服务器监听
    - 2.4 服务器接受客户端消息

1 反射

1.1 基本介绍

**反射：**在编译时静态类型语言中实现动态特性的一种机制。

Go语言通过反射提供了一种在运行时检查类型和访问类型成员的能力，它可以在不知道具体类型的情况下，动态地获取和修改变量的值、调用方法等。

反射可以咋子运行时动态获取变量的各种信息，比如：变量的类型，类别
如果是结构体遍历，还可以获取到结构体本身的信息（包括结构体的字段、方法）
通过反射，可以修改变量的值，可以调用关联的方法。
使用反射，需要 import (“reflect”)

使用场景：

JSON序列化和反序列化：根据结构体的字段和标签信息，通过反射可以动态地进行JSON的序列化和反序列化。
ORM框架：通过反射可以解析结构体字段和数据库表的映射关系，实现自动化的ORM操作。
动态调用函数和方法：通过反射可以根据函数或方法的名称动态地进行调用。
接口的实现判断：通过反射可以判断一个类型是否实现了某个接口，从而在运行时动态地处理接口类型。
插件系统：通过反射可以在运行时动态加载和执行插件功能。

1.2 快速入门

反射中重要的函数

reflect.TypeOf(变量名)，获取变量的类型，返回reflect.Type类型
reflect.ValueOf(变量名)，获取变量的值，返回reflect.Value类型。reflect.Value 是一个结构体类型。

注意：变量、interface{} 和 reflect.Value是可以相互转换的，这点在实际开发中，会经常使用到。

变量转 interface{}

var name string = "John"
var i interface{} = name
fmt.Printf("%T %v\n", i, i) // 输出: string John

interface{} 转变量

var j interface{} = "Tom"
var name2 string
name2, ok := j.(string)
if ok {fmt.Printf("%T %v\n", name2, name2) // 输出: string Tom
} else {fmt.Println("conversion failed")
}

reflect.Value 转变量

函数：func ValueOf(i interface{}) Value

作用：ValueOf返回一个初始化为 i 接口保管的具体值的Value，ValueOf(nil)返回Value零值。

var age int = 42
value := reflect.ValueOf(age)
valueInt := value.Interface()
age2, ok := valueInt.(int)
if ok {fmt.Printf("%T %v\n", age2, age2) // 输出: int 42
} else {fmt.Println("conversion failed")
}

详细讲解一下：

首先定义了一个 age 变量，类型为 int，并赋值为 42。接下来使用 reflect.ValueOf() 函数将 age 转换为 reflect.Value 类型，并将结果赋值给变量 value。
reflect.Value 是反射库 reflect 提供的一个类型，用于存储和操作变量的信息。它包含了变量的值以及其相关的类型信息。
为了能够方便地对变量进行操作，我们可以通过 reflect.Value 调用其 Interface() 方法，将其转换为 interface{} 类型的变量。这样就可以得到原本变量的值，只不过类型变为了 interface{}。将结果赋值给变量 valueInt。

变量转 reflect.Value

var score float32 = 98.5
value2 := reflect.ValueOf(score)
fmt.Printf("%T %v\n", value2, value2) // 输出: reflect.Value

reflect.Value 转 interface{}

var flag bool = true
value3 := reflect.ValueOf(flag)
valueInterface := value3.Interface()
flag2, ok := valueInterface.(bool)
if ok {fmt.Printf("%T %v\n", flag2, flag2) // 输出: bool true
} else {fmt.Println("conversion failed")
}

结构体转 Interface{}, reflect.Value

type Student struct {Name  stringAge   intscore float64
}func main() {stu := Student{"Tom", 22, 88.4}// 结构体 转 interface{}var i interface{} = stufmt.Printf("i的类型：%T ，值：%v\n", i, i)// 结构体 转 reflect.Valuevalue := reflect.ValueOf(stu)fmt.Printf("value的类型：%T ，值：%v\n", value, value) // reflect.Value 转 结构体valueInterface := value.Interface()// 断言，看看是否转换成功flag1, ok := valueInterface.(Student)if ok {fmt.Printf("flag1的类型：%T ，值：%v\n", flag1, flag1) } else {fmt.Println("conversion failed")}
}

输出结果：

i的类型：main.Student ，值：{Tom 22 88.4}
value的类型：reflect.Value ，值：{Tom 22 88.4}
flag1的类型：main.Student ，值：{Tom 22 88.4}

1.3 注意事项和细节说明

补充：

常量介绍

常量使用const 修饰
常量在定义的时候，必须初始化
常量不能修改
常量只能修饰bool、数值类型（int， float系列）、string类型
语法：const identifier [type] = value
举例说明：

const name = “tom” // ok
const tax float64 = 0.8 // ok
const a int // error
const b = 9 / 3 // ok
const c = getVal() // err

注意事项：
1. Golang 中没有常量名必须字母大写的规范，比如：TAX_RATE等
2. 常量仍然通过首字母的大小写来控制常量的访问范围。

反射的注意事项：

reflect.Value.Kind，获取变量的类别，返回的是一个常量。

方法：func (k Kind) String() string

func main() {stu := Student{"Tom", 18, 88.1}stuType := reflect.TypeOf(stu)kind := stuType.Kind()fmt.Println("kind=", kind) // 输出：kind= struct
}

Type是类型，Kind是类别，Type 和 Kind 可能是相同的，也可能是不同的。

比如：var num int = 10，num的Type是int，Kind也是int

比如：var stu Student stu的Type是包名.Student，Kind是struct

通过反射可以让变量在interface[]和Reflect.Value之间相互转换
使用反射的方式来获取变量的值（并返回对应的类型），要求数据类型匹配，比如 x 是 int，那么就应该使用reflect.Value(x).Int()，而不能使用其他的，否则报panic。
通过反射来修改变量，注意当使用SetXxx方法来设置需要通过对应的指针类型来完成，这样才能改变传入的变量的值，同时需要使用到reflect.Value.Elem()方法。

方法：func (v Value) Elem() Value

作用:Elem返回v持有的接口保管的值的Value封装，或者v持有的指针指向的值的Value封装。如果v的Kind不是Interface或Ptr会panic；如果v持有的值为nil，会返回Value零值。

func reflect01(i interface{}) {// 2. 获取到reflect.ValuerVal := reflect.ValueOf(i)// 看看 rVal的Kind是啥fmt.Printf("rVal kind=%v\n", rVal.Kind())// 3.通过这里直接设置，下面num的值// rVal.SetInt(20) // 报错，这里的rVal是个指针rVal.Elem().SetInt(20) // 成功
}
func main() {var num int = 10reflect01(&num)fmt.Println("num=", num)
}

1.4 最佳实践

案例：使用反射来遍历结构体的字段，调用结构体的方法，并获取结构体标签的值。

//定义了一个Monster结构体
type Monster struct {Name  string `json:"name"`Age   int `json:"monster_age"`Score float32 `json:"成绩"`Sex   string}//方法，返回两个数的和
func (s Monster) GetSum(n1, n2 int) int {return n1 + n2
}
//方法， 接收四个值，给s赋值
func (s Monster) Set(name string, age int, score float32, sex string) {s.Name = names.Age = ages.Score = scores.Sex = sex
}//方法，显示s的值
func (s Monster) Print() {fmt.Println("---start~----")fmt.Println(s)fmt.Println("---end~----")
}
func TestStruct(a interface{}) {//获取reflect.Type 类型typ := reflect.TypeOf(a)//获取reflect.Value 类型val := reflect.ValueOf(a)//获取到a对应的类别kd := val.Kind()//如果传入的不是struct，就退出if kd !=  reflect.Struct {fmt.Println("expect struct")return}//获取到该结构体有几个字段num := val.NumField()fmt.Printf("struct has %d fields\n", num) //4//变量结构体的所有字段for i := 0; i < num; i++ {fmt.Printf("Field %d: 值为=%v\n", i, val.Field(i))//获取到struct标签, 注意需要通过reflect.Type来获取tag标签的值tagVal := typ.Field(i).Tag.Get("json")//如果该字段于tag标签就显示，否则就不显示if tagVal != "" {fmt.Printf("Field %d: tag为=%v\n", i, tagVal)}}//获取到该结构体有多少个方法numOfMethod := val.NumMethod()fmt.Printf("struct has %d methods\n", numOfMethod)//var params []reflect.Value//方法的排序默认是按照 函数名的排序（ASCII码）val.Method(1).Call(nil) //获取到第二个方法。调用它//调用结构体的第1个方法Method(0)var params []reflect.Value  //声明了 []reflect.Valueparams = append(params, reflect.ValueOf(10))params = append(params, reflect.ValueOf(40))res := val.Method(0).Call(params) //传入的参数是 []reflect.Value, 返回[]reflect.Valuefmt.Println("res=", res[0].Int()) //返回结果, 返回的结果是 []reflect.Value*/}
func main() {//创建了一个Monster实例var a Monster = Monster{Name:  "黄鼠狼精",Age:   400,Score: 30.8,}//将Monster实例传递给TestStruct函数TestStruct(a)  
}

输出结果：

struct has 4 fields
Field 0: 值为=黄鼠狼精
Field 0: tag为=name
Field 1: 值为=400
Field 1: tag为=monster_age
Field 2: 值为=30.8
Field 2: tag为=成绩
Field 3: 值为=
struct has 3 methods
---start~----
{黄鼠狼精 400 30.8 }
---end~----
res= 50

过程并不复杂，主要的是TetsSturct函数里面的内容，就是徐徐渐进，直到获得对应的值。

2 Tcp Socket编程

这里需要前置知识，计算机网络部分的知识，如果没有，建议去好好看一下，再往下学~~

2.1 基本介绍

服务端处理流程：

监听端口 8888
接收客户端的tcp链接，简历客户端和服务端的链接
创建goroutine，处理该链接的请求（通常客户端会通过链接发送请求包）

客户端处理流程：

建立与服务端的链接
发送请求数据[终端]，接收服务器端返回的结果数据
关闭链接

简单的程序示意图：

2.2 入门案例

服务器端功能：

编写一个服务器程序，在8888端口监听
可以和多个客户端创建链接
链接成功后，客户端可以发送数据，服务器端接受数据，并显示在终端上。
先使用telnet来测试，然后编写客户端程序来测试。

**官方文档：**https://studygolang.com/pkgdoc

入门案例代码里的一些包，结构体，函数等提前预告：

Listener是一个用于面向流的网络协议的公用的网络监听器接口。多个线程可能会同时调用一个Listener的方法。

type Listener interface {// Addr返回该接口的网络地址Addr() Addr// Accept等待并返回下一个连接到该接口的连接Accept() (c Conn, err error)// Close关闭该接口，并使任何阻塞的Accept操作都会不再阻塞并返回错误。Close() error
}

**函数：**func Listen(net, laddr string) (Listener, error)

**作用：**返回在一个本地网络地址laddr上监听的Listener。网络类型参数net必须是面向流的网络：

“tcp”、“tcp4”、“tcp6”、“unix"或"unixpacket”。参见Dial函数获取laddr的语法。

Conn接口代表通用的面向流的网络连接。多个线程可能会同时调用同一个Conn的方法。

type Conn interface {// Read从连接中读取数据// Read方法可能会在超过某个固定时间限制后超时返回错误，该错误的Timeout()方法返回真Read(b []byte) (n int, err error)// Write从连接中写入数据// Write方法可能会在超过某个固定时间限制后超时返回错误，该错误的Timeout()方法返回真Write(b []byte) (n int, err error)// Close方法关闭该连接// 并会导致任何阻塞中的Read或Write方法不再阻塞并返回错误Close() error// 返回本地网络地址LocalAddr() Addr// 返回远端网络地址RemoteAddr() Addr// 设定该连接的读写deadline，等价于同时调用SetReadDeadline和SetWriteDeadline// deadline是一个绝对时间，超过该时间后I/O操作就会直接因超时失败返回而不会阻塞// deadline对之后的所有I/O操作都起效，而不仅仅是下一次的读或写操作// 参数t为零值表示不设置期限SetDeadline(t time.Time) error// 设定该连接的读操作deadline，参数t为零值表示不设置期限SetReadDeadline(t time.Time) error// 设定该连接的写操作deadline，参数t为零值表示不设置期限// 即使写入超时，返回值n也可能>0，说明成功写入了部分数据SetWriteDeadline(t time.Time) error
}

**函数：**func Dial(network, address string) (Conn, error)

**作用：**在网络network上连接地址address，并返回一个Conn接口。可用的网络类型有：

“tcp”、“tcp4”、“tcp6”、“udp”、“udp4”、“udp6”、“ip”、“ip4”、“ip6”、“unix”、“unixgram”、“unixpacket”

对TCP和UDP网络，地址格式是host:port或[host]:port，参见函数JoinHostPort和SplitHostPort。

2.3 服务器监听

我们想写一个服务器来监听

创建一个server.go文件，作为服务器，简单写一下服务器的监听功能

func main() {fmt.Println("服务器开始监听。。。")// net.Listen("tcp", "0.0.0.0:8888")// 1. tcp 表示使用网络协议是tcp// 2. 0.0.0.0:8888 表示在本地监听 8888端口listen, err := net.Listen("tcp", "0.0.0.0:8888")if err != nil {fmt.Println("listen err=", err)return}defer listen.Close() // 延时关闭listen// 循环等带客户端来连接我for {// 等待客户端连接fmt.Println("等待客户端来连接。。。")// Accept等待并返回下一个链接到该接口的连接conn, err := listen.Accept()if err != nil {// 连接失败fmt.Println("Accept() err=", err)} else {// 连接成功fmt.Printf("Accept() suc con=%v\n", conn)}// 这里准备起一个协程，为客户端服务}
}

使用net.Listen()函数创建一个监听器，监听0.0.0.0:8888地址。错误处理会打印出错误信息并返回。
使用defer关键字延迟关闭监听器。**注意：**一定要关闭，不然会一直占用资源。
进入无限循环，等待客户端的连接。在每次循环中，使用listen.Accept()函数接受客户端的连接请求。如果连接成功，则会打印连接信息。如果出现错误，则会打印错误信息。

测试一下：

使用telnet，可以测试这个服务器能不能监听，telnet需要下载，网上有教程，去搜搜

我们运行这个server.go，下面会显示：

服务器开始监听。。。
等待客户端来连接。。。

然后，cmd，打开命令行，输入：telnet 127.0.0.1 8888，就会进入telnet，然后我们看一下server.go

从命令行就可以看出，连接成功过~~

2.4 服务器接受客户端消息

上一节，我们测试是否能够连接，下面我们写个客户端发送消息给服务器

创建client文件夹作为客户端，然后创建client.go文件

func main() {conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:8888")if err != nil {fmt.Println("client dial err=", err)return }//功能一：客户端可以发送单行数据，然后就退出reader := bufio.NewReader(os.Stdin) //os.Stdin 代表标准输入[终端]for {//从终端读取一行用户输入，并准备发送给服务器line, err := reader.ReadString('\n')if err != nil {fmt.Println("readString err=", err)}//如果用户输入的是 exit就退出line = strings.Trim(line, " \r\n")if line == "exit" {fmt.Println("客户端退出..")break}//再将line 发送给 服务器_, err = conn.Write([]byte(line + "\n"))if err != nil {fmt.Println("conn.Write err=", err)    }}
}

然后客户端写完之后，我们去server里写协程：

func process(conn net.Conn) {//这里我们循环的接收客户端发送的数据defer conn.Close() //关闭connfor {//创建一个新的切片buf := make([]byte, 1024)//conn.Read(buf)//1. 等待客户端通过conn发送信息//2. 如果客户端没有wrtie[发送]，那么协程就阻塞在这里//fmt.Printf("服务器在等待客户端%s 发送信息\n", conn.RemoteAddr().String())n, err := conn.Read(buf) //从conn读取if err != nil {fmt.Printf("客户端退出 err=%v", err)return //!!!}//3. 显示客户端发送的内容到服务器的终端fmt.Print(string(buf[:n]))}
}