protobuf的反射机制

反射机制

java在运行状态时，能够知道任意类的所有属性和方法，都能够调用任意对象的任意方法和属性。这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

C++本身没有反射机制。protobuf通过proto文件生成相应的message和service，protobuf也通过proto文件提供反射机制，程序在运行时可以通过proto获取任意message和任意service的属性和方法，也可以在运行时调用message的属性和方法。

获取message和service的属性和方法

protobuf通过Descriptor获取任意message或service的属性和方法，Descriptor主要包括了以下集中类型：

FileDescriptor 　　获取proto文件中的Descriptor和ServiceDescriptor

Descriptor 　　　 获取类message属性和方法，包括FieldDescriptor 和 EnumDescriptor等

FieldDescriptor 　 获取message中各个字段的类型、标签、名称等

EnumDescriptor 获取Enum中的各个字段名称、值等

ServiceDescriptor 获取service中的MethodDescriptor

MethodDescriptor 获取各个rpc中的request、response、名称等

当我们获得proto文件的FileDescriptor时，我们就可以获得所有的service的Descriptor和service的ServiceDescriptor，进而获取其相应的字段或rpc。也就是说，如果能获取到proto文件的FileDescriptor，就能所有的proto文件中的所有内容。

那么如何获取proto文件的FileDescriptor呢？protobuf对应以下两种不同的情况提供了相应的办法

1、 使用protoc将proto文件并生成相应的.h和.cpp文件。

这中情况下protobuf已经解析好proto文件，并将所有的Descriptor放在DescriptorPool中了。，可以根据proto的文件名，通过DescriptorPool获取到相应的FileDescriptor，例如，现有test.proto文件，那么可以通过DescriptorPool::generated_pool()获取到其FileDescriptor。其实，对于任意的message和service，也都可以根据其名称，通过DescriptorPool获取相应的Descriptor和ServiceDescriptor。例如：



2、 只有proto文件，不使用protoc。

这种情况需要去手动解析proto文件，然后再获取FileDescriptor。还好protobuf提供了相应的解析器compiler，通过compiler可以很方便得获取proto文件的FileDescriptor，具体如下：

调用message的属性和方法

想要调用message的属性和方法，就得先获取相应的message对象。protobuf的message对象都是放在MessageFactory中的，可以通过Descriptor，具体如下：



有了message对象，并不能直接调用其对象和方法，因为所有的message对象都是Message*类型的，但不同的message对象的属性和方法是不一样的，在这里，Message*只是指向相应的message大小的地址空间，并不知道对应的message中到底有哪些属性和方法。

protobuf是通过Reflection调用message的属性和方法的。message中的方法只有对各个属性的get和set，而调用message的属性其实也就是调用属性的get。调用message的某一个属性的get，就需要该属性的Descriptor，通过Reflection获取message获取相应的值；调用message某一属性的set，也需要该属性的Descriptor，通过Reflection将相应的值写入到message相应的属性。例如：

反射机制的应用

有了反射机制，可以写很多工具，比如：基于pb的自动化测试工具、pb转json或xml的工具、pb直接写到数据库的工具等。反射只是一种机制，有什么样的应用场景需要你的想象力！