Intro

Java Reflection 소개

대부분의 프로그래밍에서는 내가 무슨 클래스의 객체를 만들어야 하는지 아는 것이 일반적이다. 하지만 이것을 모르는 상황이 있을 수 있다. 다음과 같은 상황을 가정해본다.

  • @Component라는 Annotation이 설정된 클래스일 경우 객체를 생성

  • 사용자의 선택에 따라 다른 클래스의 객체를 생성

  • 코드를 변경할 수 없는 클래스의 구성요소가 private인 경우

위와 같은 상황에서는 Java Reflection이 좋은 대안이 될 수 있다.

데모 클래스

예제에서 사용할 클래스는 다음과 같다.

Student.java
package com.hacademy.reflection1;

public class Student {
	private String name;
	private int score;
	public Student() {
		super();
	}
	public Student(String name, int score) {
		super();
		this.name = name;
		this.score = score;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public int getScore() {
		return score;
	}
	public void setScore(int score) {
		this.score = score;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Student [name=" + name + ", score=" + score + "]";
	}
}

예제 1 - 기본 객체 생성

Student 클래스의 객체를 new 연산자를 이용하여 생성하는 경우 코드는 다음과 같다.

Test01.java
package com.hacademy.reflection1;

public class Test01 {
	public static void main(String[] args) {
		Student stu = new Student();
		stu.setName("피카츄");
		stu.setScore(100);
		System.out.println(stu.toString());
	}
}

new 연산자를 이용하여 객체를 생성하였고 setter 메소드를 이용하여 정보를 설정한 뒤 toString() 메소드를 통해 요약 정보를 확인하는 전형적인 객체 생성 코드이다.

예제 2 - Java Reflection을 사용하여 예제 1과 동일한

Java Reflection을 이용하여 예제 1과 동일하게 객체를 생성하고 정보를 출력하기 위한 코드는 다음과 같다.

Test02.java
package com.hacademy.reflection1;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Test02 {
	public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException {
		Class<Student> clazz = Student.class;
		Student stu = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
		stu.setName("피카츄");
		stu.setScore(100);
		System.out.println(stu.toString());
	}
}

실행하면 예제 1과 동일한 결과가 나온다. 하지만 코드는 많은 차이를 보인다. 우선 모든 클래스는 클래스 객체를 내장하고 있으며 class라는 이름의 변수로 접근 가능하다. 따라서 다음 코드는 Student의 클래스 정보를 clazz라는 변수에 저장하는 코드이다.

Class<Student> clazz = Student.class;

Class 정보를 이용하여 객체를 생성하기 위해서는 생성자를 알아내야 한다. 우리는 Student라는 클래스의 코드를 알고 있고, 기본 생성자가 존재한다는 사실을 코드를 통해 확인할 수 있다. 따라서 다음 코드를 통해 기본 생성자 객체를 얻어낼 수 있다.

clazz.getDeclaredConstructor()

얻어낸 생성자 객체를 이용하여 객체를 생성할 수 있다. 생성 시 다양한 예외가 발생하는데, 지정한 생성자가 없거나 권한이 없거나 등등의 여러 가지 오류와 관련된 위험이 존재하기 때문이다. 

Student stu = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

발생하는 예외는 try~catch 처리를 하여도 되고 throws 처리를 하여도 된다. 상황에 맞게 처리하면 되고, 예제에서는 코드를 간결하게 만들기 위해 throws 처리를 하였다.

public static void main(String[] args) 
                        throws InstantiationException, 
                                IllegalAccessException, 
                                IllegalArgumentException, 
                                InvocationTargetException, 
                                NoSuchMethodException, 
                                SecurityException {

}

예제 3 - 매개변수가 있는 생성자를 이용한 객체 생성

데모 클래스인 Student에는 모든 필드를 초기화하기 위한 생성자가 존재한다.

public Student(String name, int score) {
    super();
    this.name = name;
    this.score = score;
}

이 생성자를 이용하여 객체를 생성하는 일반적인 코드는 다음과 같다.

Test03.java
package com.hacademy.reflection1;

public class Test03 {
	public static void main(String[] args) {
		Student stu = new Student("피카츄", 100);
		System.out.println(stu.toString());
	}
}

예제 4 - Java Reflection을 사용하여 예제 3과 동일한 처리

Test04.java
package com.hacademy.reflection1;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Test04 {
	public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException {
		Class<Student> clazz = Student.class;
		Student stu = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class).newInstance("피카츄", 100);
		System.out.println(stu.toString());
	}
}
T

눈여겨볼 코드는 매개변수가 있는 생성자 객체를 반환하는 부분이다.

clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class)

getDeclaredConstructor()는 가변인자를 가지는 메소드이기 때문에 내부에 타입에 대한 Class 정보를 전달하여 생성자를 특정할 수 있다. 예제에서는 String과 int의 클래스 내장객체를 전달하여 매개변수가 (String, int)인 생성자 정보를 반환하도록 구현하였다.

그리고 newInstance 메소드를 통해 객체를 생성할 경우 생성자의 형태에 맞게 데이터를 인자로 전달하여 예제 3과 동일한 결과가 나오도록 구현하였다.

Student stu = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class).newInstance("피카츄", 100);

이처럼 Java Reflection을 이용하면 코드가 많이 달라지며, 예외도 다양하게 발생하기 때문에 위험성이 더 커진다.

예제 5 - private 생성자인 경우

기존의 Student 클래스의 코드를 확인을 위해 두 개의 생성자를 모두 private으로 변경해본다.

Student.java
package com.hacademy.reflection2;

public class Student {
	private String name;
	private int score;
	private Student() {
		super();
	}
	private Student(String name, int score) {
		super();
		this.name = name;
		this.score = score;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public int getScore() {
		return score;
	}
	public void setScore(int score) {
		this.score = score;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Student [name=" + name + ", score=" + score + "]";
	}
}

Java Reflection을 이용하면 생성자가 private이어도 객체 생성을 할 수 있다.

Test01.java
package com.hacademy.reflection2;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Test01 {
	public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException {
		Class<Student> clazz = Student.class;
		Constructor<Student> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
		constructor.setAccessible(true);
		Student stu = constructor.newInstance();
		stu.setName("피카츄");
		stu.setScore(100);
		System.out.println(stu.toString());
	}
}

기존 예제와 달라진 점은 다음과 같다. 생성자가 private이기 때문에 접근을 허용하도록 설정하는 코드를 추가하였다.

Constructor<Student> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
constructor.setAccessible(true);

접근을 허용한 뒤 동일한 방식으로 객체를 생성한다.

Student stu = constructor.newInstance();

실행해보면 정상적으로 객체가 생성되는 것을 확인할 수 있으며, 이는 자바의 기본 문법인 접근제한자의 규칙에 어긋나는 일이다. 모든 필드를 초기화하는 생성자의 경우도 마찬가지이다.

Test02.java
package com.hacademy.reflection2;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Test02 {
	public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException {
		Class<Student> clazz = Student.class;
		Constructor<Student> constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
		constructor.setAccessible(true);
		Student stu = constructor.newInstance("피카츄", 100);
		System.out.println(stu.toString());
	}
}

이외에도 필드, 메소드 등에 대한 다양한 처리가 가능하며 하위 문서에서 살펴보도록 한다.

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