리플렉션(Reflection)
개념
구체적인 클래스 타입을 알지 못하더라도 그 클래스의 메서드, 타입, 변수들에 접근할 수 있도록 해주는 자바 API
컴파일 시간이 아닌 실행 시간에 동적으로 특정 클래스의 정보를 추출할 수 있는 프로그래밍 기법
JVM과 리플렉션
JVM은 클래스 정보를 클래스 로더를 통해 읽어와서 해당 정보를 JVM 메모리에 저장함
리플렉션은 이 JVM의 메모리 영역에 저장된 클래스의 정보(멤버 변수, 메서드, 생성자)를 런타임 시에 꺼내와서 사용하는 기술로, 클래스의 구조와 동작을 동적으로 탐색하고 제어할 수 있게함
결국 클래스의 정보를 리플렉션이라는 기능을 통해 다시 가져올 수 있음
하지만 성능상의 오버헤드와 보안상의 이슈가 있으므로 신중하게 사용해야 함
사용하는 이유
런타임에 동적으로 클래스 정보에 접근하여 클래스를 사용할 때 필요함
작성 시점에는 어떠한 클래스를 사용해야 할 지 모르지만, 런타임 시점에서 클래스를 가져와서 실행해야 하는 경우
private 접근 제어자로 선언한 필드나 메서드까지 조작이 가능함
하지만 이 때문에 캡슐화가 깨진다는 문제점 존재
프레임워크나 IDE에서 이러한 동적 바인딩을 이용한 기능을 제공함
IDE의 자동완성 기능
인텔리제이와 같은 IDE에서 etter, Setter를 자동으로 생성해주는 기능도 리플렉션을 사용하여 필드 정보를 가져와 구현함
보통 프레임워크나 라이브러리에서 많이 사용함
이 둘은 컴파일 시점까지 개발자가 구현한 객체들의 타입을 모르기 때문에 이러한 문제를 동적으로 해결하기 위해 사용함
대표적으로 Spring 프레임워크의 애노테이션 같은 기능들이 리플렉션을 이용하여 프로그램 실행 도중에 동적으로 클래스의 정보를 가져와서 사용함
장단점
장점
유연성
구체적은 클래스를 알지 못해도 런타임 시점에 클래스를 만들어서 의존관계를 맺어줄 수 있음
개발 규모가 큰 스프링의 경우, 리플렉션을 이용한 Dynamic proxy를 통해서 DI 어노테이션(
@AutoWired,@Service,@Controller등)을 활용함
접근 제한 상관없이 테스트 가능
접근 제어자와 관계 없이 필드와 메소드에 접근하여 필요한 작업을 수행할 수 있기 때문에 private 메서드도 테스트가 가능함
단점
캡슐화 저해
private이나 protected로 선언된 멤버 변수, 메서드에도 접근할 수 있음
따라서 일반적인 접근 제어 규칙을 우회할 수 있는 가능성이 있으며, 클래스의 내부 구현 및 민감한 정보가 노출될 수 있음
디버깅의 어려움
런타임 시점에서 인스턴스를 생성하므로 컴파일 시점에서 해당 타입을 체크할 수 없고, 구체적인 동작 흐름을 파악하기 어려움
성능 이슈
단순히 필드 및 메소드를 접근할 때는 컴파일 시점에 분석된 클래스를 사용하지만, 리플렉션은 런타임에 클래스를 분석하기 때문에 성능저하가 발생함
보통 일반적인 웹 애플리케이션 개발자는 리플렉션을 사용할 일이 거의 없다. 보통 라이브러리나 프레임워크를 개발할 때 사용된다. 따라서 리플렉션은 꼭 필요한 경우에만 한정적으로 사용해야 한다.
Class 클래스
리플렉션의 가장 핵심은
Class클래스로, 리플렉션을 사용하라면Class<T>타입을 가져와야 함Class<T>타입을 통해Constructor와Method그리고Field정보를 가져올 수 있음
Class 객체 획득 방법
Class<Member> aClass = Member.class; // (1) {클래스 타입}.class
Member member1 = new Member();
Class<? extends Member> bClass = member1.getClass(); // (2) {인스턴스}.getClass()
Class<?> cClass = Class.forName("org.example.Member"); // (3) Class.forName("{전체 도메인 네임}"){클래스 타입}.class: 클래스의class프로퍼티를 통해 획득하는 방법{인스턴스}.getClass(): 인스턴스 변수의 메서드인getClass()사용Class.forName("{전체 도메인 네임}"):Class클래스의forName()정적 메소드에 FQCN를 전달하여 해당 경로와 대응하는 클래스에 대한Class클래스의 인스턴스를 얻는 방법FQCN(Fully Qualified Class Name): 해당 클래스가 속한 패키지명을 모두 포함한 이름
getXXX() vs getDelcaredXXX()
Class 객체의 메서드 중에서
getFields(),getMethods()와 같은 형태와getDeclaredFields(),getDeclaredMethods()와 같은 형태로 정의된 메서들이 존쟂함getXXX(): 상속받은 클래스와 인터페이스를 포함하여 모든 public인 요소들을 가져옴getDelcaredXXX(): 상속받은 클래스와 인터페이스를 제외하고 해당 클레스에 직접 정의된 메서드들을 모두 가져옴접근 제어자와 상관없이 요소에 접근할 수 있음
Constructor 획득 방법
Constructor는java.lang.reflect패키지에서 제공하는 클래스이며, 클래스 생성자에 대한 정보와 접근을 제공함Constructor<?> constructor = aClass.getDeclaredConstructor(); // 생성자 가져오기 Object object = constructor.newInstance(); // 인스턴스 생성 Member member = (Member) constructor.newInstance(); // 타입 캐스팅 // 파라미터가 존재하는 생성자의 경우 Constructor<?> allArgsConstructor = getDeclaredConstructor(String.class, int.class); noArgsConstructor.setAccessible(true); Member member = (Member) noArgsConstructor.newInstance();
Method 획득 방법
리플렉션을 사용하여 Method 타입의 오브젝트를 획득하여 객체 메소드에 직접 접근할 수 있음
Class<Member> aClass = Member.class; Member member = new Member("길동", 25); Method sayMyName = aClass.getDeclaredMethod("sayMyName"); sayMyName.invoke(member); // 내 이름은 길동Method타입의invoke()를 사용하여 메소드를 직접 호출할 수 있음
Field 획득 방법
리플렉션을 사용하여 Field 타입의 오브젝트를 획득하여 객체 필드에 직접 접근할 수 있음
Class<Member> aClass = Member.class; Member member = new Member("길동", 25); for (Field field : aClass.getDeclaredFields()) { field.setAccessible(true); String fieldInfo = field.getType() + ", " + field.getName() + " = " + field.get(member); System.out.println(fieldInfo); } /* class java.lang.String, name = 길동 int, age = 25 */
+ 리플렉션은 무조건 기본 생성자가 필요할까?
모든 클래스에 기본 생성자가 필요한 이유는 Java Reflection API로 가져올 수 없는 정보 중 하나가 바로 생성자의 인자 정보이기 때문이다.
따라서 기본 생성자 없이 파라미터가 있는 생성자만 존재한다면 Reflection이 객체를 생성할 수 없게 되는 것이다.
하지만 지금은 생성자의 파라미터 정보를 가져올 수 있다. Java7까지는 파라미터 정보를 가져올 수 없었지만, java8에서 리플렉션의 Parameter가 추가되었다.
그럼에도 불구하고 기본생성자를 요구하는 이유는 기본 생성자로 객체를 생성하고 필드를 통해 값을 넣어주는 것이 가장 간단한 방법이기 때문이다.
다음 글을 참고해보자. 기본 생성자가 필요한 '진짜' 이유 (리플렉션 오해 바로 잡기!!!)
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