Golang - 反射，不安全與Cgo (Reflect, Unsafe, and Cgo)
簡單說明 reflect, unsafe 與 cgo。
Reflect
Go 是靜態強型態語言，因此類型是 Go 很重要的一個部分。
但有些時候我們會不清楚該資料的型態，或是想設計支援多個類型的函式，Go 提供了 Reflect 讓我們在程式運作中檢查類型，甚至能進一步修改與建立函式、結構的能力。
一個很經典的例子： fmt.Println
TypeOf
我們可以用 TypeOf 取得類型的名稱，但像 slice 或是 map 等指標類型，會回傳一個空字串 ""。
var v int
vType := reflect.TypeOf(v)
fmt.Println(vType.Name()) // Output int
Kind 會回傳類型是由什麼組成的，通常用在 slice 或是 map 等指標類型。
有些類型引用了其他類型，我們可以透過 Elem 找出被引用的類型是什麼：
var v int
vType := reflect.TypeOf(&v)
fmt.Println(vType.Name())
fmt.Println(vType.Kind())
fmt.Println(vType.Elem().Name())
fmt.Println(vType.Elem().Kind())
reflect 也可以反映結構，透過 NumField 取得架構內部的字段個數，並透過 Field 取得架構內的字段，如果架構內有 tag 的話，可以透過 Get 取得 tag 的資訊：
type Foo struct {
A int `myTag:"value"`
B string `myTag:"value2"`
}
var f Foo
ft := reflect.TypeOf(f)
for i := 0; i < ft.NumField(); i++ {
curField := ft.Field(i)
fmt.Println(curField.Name, curField.Type.Name(),
curField.Tag.Get("myTag"))
}
Value
我們可以透過 reflect.ValueOf 實現 reflect.Value:
vValue := reflect.ValueOf(v)
透過這個與 Set，我們也可以用來設定變數的數值：
i := 10
iv := reflect.ValueOf(&i)
ivv := iv.Elem()
ivv.SetInt(20)
New
New 透過 Type 返回一個指定類型的 pointer，我們可以透過修改這個 pointer 與使用 Interface 將修改過後的數值給一個變數：
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
a := 1
intPtr := reflect.New(reflect.TypeOf(a))
intPtr.Elem().SetInt(2)
b := intPtr.Elem().Interface().(int)
fmt.Println(b)
}
Unsafe
unsafe，可以讓我們操作記憶體，反過來說，操作記憶體不安全，所以叫做 unsafe。
為何要使用 unsafe 呢？
- 許多 package 內使用過。
- 大部分是要操作系統而使用。
- 使用 unsafe 可以有更好的 performance。
基本上有三種函數與一種類型：
- SizeOf : 回傳變數所使用的記憶體大小
- AlignOf : 回傳在記憶體中進行記憶體對齊需要的倍數。
- OffsetOf : 回傳兩個變數之間的位址差距。
- unsafe.pointer : 任何類型的 pointer 都可以轉換為 unsafe.Pointer
cgo
C 語言已經有很久的歷史，但至今仍是重要的程式語言之一。許多的作業系統是以C/C++實現的，這也意味著許多程式語言都提供了使用 C 的函式庫之方法（FFI）。 Go 語言將這個外部函數介面稱為 cgo。
基本上要先 import "C"，這行會讓 Go 編譯前先運行 cgo。cgo 會運行與前面有關的註解。並將 C 的程式碼( .c, .h )放置到同一個目錄中，另外要安裝 C 的編譯器，最後再透過 go build 即可。
package main
import "fmt"
/*
#cgo LDFLAGS: -lm
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include "mylib.h"
int add(int a, int b) {
int sum = a + b;
printf("a: %d, b: %d, sum %d\n", a, b, sum);
return sum;
}
*/
import "C"
func main() {
sum := C.add(3, 2)
fmt.Println(sum)
fmt.Println(C.sqrt(100))
fmt.Println(C.multiply(10, 20))
}
不過因為兩種語言的不同之處，cgo 在使用上有極大機率造成效能降低：
- Go 會收集 garbage，但 C 不會。
- 一些以 pointer 傳遞的類型無法在兩種語言之間運作。
- 部分 C library 不支援(e.g. printf)。 除非是已經有一個很好的 C 函式庫需要使用，不然不建議使用。