一、介绍

reflect-metadata 是一个JavaScript库，用于在运行时获取和操作JavaScript对象的元数据。它提供了一组装饰器（decorators）和一些辅助函数，用于在JavaScript类和成员上添加、读取和修改元数据。

1.1 产生背景

• Decorators add the ability to augment a class and its members as the class is defined, through a declarative syntax. 装饰器通过声明式语法，在定义类时为类及其成员提供了扩展的能力。
• Traceur attaches annotations to a static property on the class. Traceur 将注解附加到类的静态属性上。
• Languages like C# (.NET), and Java support attributes or annotations that add metadata to types, along with a reflective API for reading metadata. C# (.NET) 和 Java 等编程语言支持属性或注解，可以向类型添加元数据，并提供反射API来读取元数据。

1.2 目标

• A number of use cases (Composition/Dependency Injection, Runtime Type Assertions, Reflection/Mirroring, Testing) want the ability to add additional metadata to a class in a consistent manner. 许多用例（组合/依赖注入、运行时类型断言、反射/镜像、测试）希望能够以一致的方式向类添加额外的元数据。
• A consistent approach is needed for various tools and libraries to be able to reason over metadata. 需要一种一致的方法，使得各种工具和库能够对元数据进行推理。
• Metadata-producing decorators (nee. “Annotations”) need to be generally composable with mutating decorators. 生成元数据的装饰器（原名“注解”）需要能够与修改装饰器进行一般化的组合。
• Metadata should be available not only on an object but also through a Proxy, with related traps. 元数据不仅应该在对象上可用，还应该通过代理对象以及相关的 traps 进行访问。
• Defining new metadata-producing decorators should not be arduous or over-complex for a developer. 对于开发人员来说，定义新的生成元数据的装饰器不应该是繁琐或过于复杂的。
• Metadata should be consistent with other language and runtime features of ECMAScript. 元数据应该与ECMAScript的其他语言和运行时特性保持一致。

1.2 主要功能

1. 添加元数据：使用装饰器将元数据添加到类、方法、属性等上。例如，可以使用@Reflect.metadata()装饰器将元数据附加到一个类或方法上。

class C {@Reflect.metadata(metadataKey, metadataValue)method() {}
}// equals to
// 自定义一个装饰器来添加元数据
function MyMetadata(key: string, value: any) {return function(target: any, propertyKey: string) {Reflect.defineMetadata(key, value, target, propertyKey);};
}

2. 读取元数据：使用Reflect.getMetadata()函数读取已添加的元数据。可以通过提供元数据的键来获取相应的元数据值。

let obj = new C();
let metadataValue = Reflect.getMetadata(metadataKey, obj, "method");

3. 修改元数据：使用Reflect.defineMetadata()函数修改已添加的元数据。可以通过提供元数据的键和新的元数据值来修改元数据。

Reflect.defineMetadata(metadataKey, metadataValue, C.prototype, "method");

完整实例：

import 'reflect-metadata';// 定义一个类，并在其中的方法上添加元数据
class MyClass {@Reflect.metadata('type', 'user')@Reflect.metadata('name', 'John')myMethod() {}
}// 读取元数据
const type = Reflect.getMetadata('type', MyClass.prototype, 'myMethod');
const name = Reflect.getMetadata('name', MyClass.prototype, 'myMethod');console.log(type); // 'user'
console.log(name); // 'John'

通过使用reflect-metadata，可以在运行时动态地为对象添加附加信息，这对于一些需要在运行时进行元数据操作的场景非常有用，例如在依赖注入、==ORM（对象关系映射）==等方面。

需要注意的是，reflect-metadata是一个第三方库，需要在项目中引入并使用。它在TypeScript中广泛使用，但也可以用于纯JavaScript项目中。

二、对象的元数据

在JavaScript中，元数据是指与对象相关的数据，可以包含关于对象的类型、属性、方法等的信息。元数据不是对象的属性或方法，而是与对象相关联的数据。通过使用reflect-metadata库，可以在运行时动态地操作和获取对象的元数据，而不需要依赖于静态的类型系统。

元数据在JavaScript中通常使用对象属性的方式来实现。例如，可以使用以下方式添加和读取一个对象的元数据：

// 添加元数据
myObject.__metadata__ = {type: 'user', name: 'John'};// 读取元数据
console.log(myObject.__metadata__.type); // 'user'
console.log(myObject.__metadata__.name); // 'John'

在ES6及更高版本中，可以使用Reflect对象的metadata方法来获取和设置对象的元数据。例如：

// 添加元数据
Reflect.defineMetadata('type', 'user', myObject);
Reflect.defineMetadata('name', 'John', myObject);// 读取元数据
console.log(Reflect.getMetadata('type', myObject)); // 'user'
console.log(Reflect.getMetadata('name', myObject)); // 'John'

需要注意的是，元数据不是JavaScript标准的一部分，而是一个非正式的概念。

因此，需要使用第三方库（如reflect-metadata）来实现元数据的操作。同时，由于元数据不是JavaScript标准的一部分，因此它的使用方法和实现方式可能因库而异。

三、场景：依赖注入

import 'reflect-metadata';class Foo {}
class Bar {}class MyService {constructor(@Inject('foo') private foo: Foo,@Inject('bar') private bar: Bar,) {}
}function Inject(key: string) {return function(target: any, propertyKey: string, parameterIndex: number) {const metadata = Reflect.getMetadata('design:paramtypes', target, propertyKey);metadata[parameterIndex] = { key };Reflect.defineMetadata('design:paramtypes', metadata, target, propertyKey);};
}const myService = new MyService(new Foo(), new Bar());
const metadata = Reflect.getMetadata('design:paramtypes', myService, undefined);
console.log(metadata); // [ { key: 'foo' }, { key: 'bar' } ]

上面的代码中，我们定义了一个 MyService 类，并在其构造函数中使用 @Inject() 装饰器添加了元数据。在 Inject() 装饰器中，我们使用 Reflect.getMetadata() 获取到函数参数的元数据，然后修改其中的元素，将 key 信息添加到其中，最后使用 Reflect.defineMetadata() 将修改后的元数据重新设置到函数参数上。最终，我们使用 Reflect.getMetadata() 来读取 MyService 实例的元数据，并打印出结果。

四、场景：ORM（对象关系映射）

import 'reflect-metadata';class User {@Column()id: number;@Column()name: string;@Column()age: number;
}function Column() {return function(target: any, propertyKey: string) {const metadata = {type: Reflect.getMetadata('design:type', target, propertyKey),name: propertyKey,};Reflect.defineMetadata('column', metadata, target, propertyKey);};
}const metadata = Reflect.getMetadata('column', User.prototype, 'id');
console.log(metadata); // { type: Function, name: 'id' }

上面的代码中，我们定义了一个 User 类，并在其属性上使用 @Column() 装饰器添加了元数据。在 Column() 装饰器中，我们使用 Reflect.getMetadata() 获取到属性类型的元数据以及属性名称，然后将其封装为一个对象，并使用 Reflect.defineMetadata() 将其设置到属性上。最终，我们使用 Reflect.getMetadata() 来读取 User 类的 id 属性的元数据，并打印出结果。