Reflection

1. Reflection이란?

• 컴파일 시간 (Compile Time)이 아니라 실행 시간(Run Time)에 동적으로 특정 클래스의 정보를 객체화를 통해 분석 및 추출해낼 수 있는 프로그래밍 기법
• 클래스 로더가 클래스를 로딩 시킨다. (클래스 파일 JVM위에 올라감)
• 또 다른 클래스로 동적으로 로딩(Dynamic Loading)한다.

“구체적인 클래스 타입을 알지 못해도 클래스 정보 접근 가능”

Example

public class Customer {
    private String name;
    private int number;

    public Customer() {
    }

    public Customer(String name, int number) {
        this.name = name;
        this.number = number;
    }

    public void printIndex() {
        System.out.println("Reflection");
    }

    private void printHello() {
        System.out.println("hello world");
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Object obj = new Customer("CHOI", 1);
    obj.printIndex(); // 컴파일 에러
}

• obj라는 이름의 객체는 컴파일 타임에 Object로 타입이 결정됐기 때문에 Object 클래스의 인스턴스 변수와 메서드만 사용할 수 있다.
• 자바는 컴파일러를 사용한다. 즉 컴파일 타임에 타입이 결정된다.

• 생성된 obj라는 객체는 Object 클래스라는 타입만 알 뿐, Customer 클래스라는 구체적인 타입을 모른다.

결국 컴파일러가 있는 자바는 구체적인 클래스를 모르면 해당 클래스의 정보에 접근할 수 없다는 것을 알 수 있다. ⇒ Reflection을 사용하면 구체적인 클래스 타입을 알지 못해도 클래스 정보에 접근할 수 있게 해준다.

public static void main(String[] args) throws Exception {
    Object obj = new Customer("CHOI", 1);
    Class customerClass = Customer.class;
//        Class<?> customerClass = Class.forName("devcourse.reflection.Customer");
    Method printIndex = customerClass.getMethod("printIndex");
    printIndex.invoke(obj); // invoke(메서드를 실행시킬 객체)

    // Reflection 출력

}

• obj라는 객체는 Object 클래스라는 타입이지만 Customer 클래스의 printIndex 메서드에 접근하고 실행시킬 수 있다.

2. Reflection의 클래스 정보 접근

클래스에 선언된 생성자, 메서드, 필드

public static void main(String[] args) throws Exception {

    Class<?> customerClass = Class.forName("devcourse.reflection.Customer");

    // 클래스 내 선언된 메서드의 목록 출력
    Constructor<?>[] constructors = customerClass.getConstructors();
    for (Constructor<?> constructor : constructors) {
        System.out.println(constructor.toString());

    }
    /*
    public devcourse.reflection.Customer()
    public devcourse.reflection.Customer(java.lang.String,int)
    */
    System.out.println();

    // 클래스 내 선언된 메서드의 목록 출력
    Method[] methods = customerClass.getDeclaredMethods();
    for (Method method : methods) {
        System.out.println(method.toString());
    }
    /*
    public void devcourse.reflection.Customer.printIndex()
    private void devcourse.reflection.Customer.printHello()
     */
    System.out.println();

    // 클래스 내 선언된 필드의 목록 출력
    Field[] fields = customerClass.getDeclaredFields();
    for (Field field : fields) {
        System.out.println(field.toString());
    }
    /*
    private java.lang.String devcourse.reflection.Customer.name
    private int devcourse.reflection.Customer.number
     */
}

getMethods VS getDeclaredMethods getMethods public 접근지정자 메서드만 접근 가능하다. getDeclaredMethods 접근지정자와 상관없이 class 안의 모든 메서드에 접근 가능하다.

Reflection을 이용해서 Private 필드, 메서드 접근

// private field, method 접근
public static void main(String[] args) throws Exception {
    Class<?> myClass = Class.forName("devcourse.reflection.Customer");

    Constructor<?> constructor = myClass.getConstructor(); // 기본 생성자 사용
// Constructor<?> constructor = myClass.getConstructor(String.class, int.class);
    Customer customer = (Customer) constructor.newInstance();

    Field field = myClass.getDeclaredField("name");
    field.setAccessible(true);
    field.set(customer, "CHOI");
    System.out.println(field.get(customer));
    // CHOI 출력

    Method printHello = myClass.getDeclaredMethod("printHello");
    printHello.setAccessible(true);
    printHello.invoke(customer);
    // hello world 출력
}

• 기본 생성자만 있다면 setter, getter 없어도 심지어 private 변수와 메서드에도 접근가능하다.

3. Reflection 원리

4. Reflection의 단점

• 성능 오버헤드
• 컴파일 타임이 아닌 런타임에 동적으로 타입을 분석하고 정보를 가져오므로 JVM을 최적화 할 수 없다.

• 추상화
• 직접 접근할 수 없는 private 인스턴스 변수, 메서드에 접근하기 때문에 내부를 노출하면서 추상화가 깨진다.

애플리케이션 개발보다는 프레임워크나 라이브러리에서 많이 사용된다. 어떤 클래스를 만들지 예측할 수 없기 때문에 동적으로 해결해주기 위해 Reflection을 사용한다.

5. Reflection의 활용

1. BeanFactory (Spring Container)

• Bean은 애플리케이션이 실행한 후 런타임에 객체가 호출될 때 동적으로 객체의 인스턴스를 생성하는데 이때 BeanFactory에서 Reflection을 사용한다.

2. Spring JPA

• “JPA의 Entity 객체에는 기본 생성자가 있어야 한다.”

• JPA에서 Entity에 대한 객체를 생성하기 위해서 Java Reflection을 사용한다.

3. @Requestbody

• @RequestBody을 사용하면 ObjectMapper가 JSON Field와 Java Field (Dto)를 매칭 시킨다.

• 이때 Reflection을 사용해서 값을 주입해준다.

Parameter로 생성자를 가져올 수 있다. Reflection API로 가져올 수 없는 정보 중 하나가 생성자의 인자(Parameter 정보) 그래서 기본 생성자가 반드시 있어야 객체를 생성할 수 있다. 기본 생성자로 객체를 생성하고 필드 값 등은 Reflection으로 넣어준다.