[기술정리] 리플렉션과 어노테이션

1. 리플렉션 (Reflection)

1. 개념

• 동적 클래스 정보: 실행 중에 클래스, 메서드, 필드 등의 정보를 동적으로 조회.

• 런타임 메타데이터: 클래스, 인터페이스, 메서드, 생성자 등의 정보를 런타임에 얻을 수 있음.

• 코드 유연성: 코드의 유연성을 높여 다양한 동적 작업 가능.

2. 주요 특징

• 클래스 객체 조회: 클래스명으로 객체를 생성하거나 메서드를 호출.

• 필드와 메서드 접근: 비공개(private) 멤버에도 접근 가능.

• 컴파일 시 알 수 없는 정보 처리: 런타임에만 알 수 있는 정보 처리 가능.

3. 사용 예시

• 프레임워크: 스프링, 하이버네이트 등에서 빈(bean) 생성, 의존성 주입에 사용.

• 테스트 도구: 테스트 자동화 도구에서 테스트 메서드나 필드에 대한 정보를 동적으로 처리.

• 동적 프록시: 런타임에 동적으로 프록시 객체를 생성.

4. 장점

• 동적 처리: 실행 중에 객체를 다룰 수 있음.

• 유연성: 코드 변경 없이 런타임에 동적으로 동작을 변경.

5. 단점

• 성능 저하: 리플렉션을 사용하면 성능이 저하될 수 있음.

• 타입 안전성 부족: 컴파일 타임에 오류를 잡기 어려움.

2. 어노테이션 (Annotation)

1. 개념

• 메타데이터: 코드에 추가적인 정보를 제공하는 메타데이터.

• 클래스, 메서드, 필드에 부착: 코드에 정보를 제공하거나 처리 방식 지정.

• 런타임, 컴파일 타임 처리: 주석처럼 코드를 설명하거나, 컴파일 타임 또는 런타임에서 처리됨.

2. 주요 특징

• 어노테이션 프로세서: 어노테이션을 분석하고 처리하는 도구.

• 타입 안전성: 컴파일 시 검증을 통해 안정성을 높임.

• 직관적: 코드의 의도를 명확하게 표현.

3. 사용 예시

• Spring Framework: @Autowired, @Service, @Controller 등.

• JUnit: @Test, @Before, @After 등.

• 직접 정의: 사용자가 원하는 방식으로 어노테이션을 정의하여 사용.

4. 장점

• 코드 가독성 향상: 코드의 의도를 명확하게 표현.

• 플러그인 처리: 외부 라이브러리나 프레임워크에서 동적으로 어노테이션을 처리.

• 유연성: 코드에 변화를 주지 않고 동작을 제어.

5. 단점

• 어노테이션 의존성: 코드가 어노테이션에 의존적일 수 있음.

• 런타임 처리 오버헤드: 런타임에 어노테이션을 처리해야 하므로 성능에 영향을 줄 수 있음.

3. 리플렉션과 어노테이션의 결합

1. 개념

• 어노테이션: 코드에 메타데이터를 추가, 클래스, 메서드, 필드에 정보를 제공.

• 리플렉션: 런타임에 클래스, 메서드, 필드 등 정보를 동적으로 조회하고 처리.

2. 함께 동작하는 방식

1. 어노테이션으로 메타데이터 제공
• 코드에서 어노테이션을 사용해 클래스, 메서드, 필드에 특별한 의미를 부여.
• 예: @Service, @Autowired 등.

2. 리플렉션으로 어노테이션 처리
• 런타임에 리플렉션을 통해 어노테이션을 읽고, 이에 따라 동작 처리.
• 예: @Autowired 필드에 의존성 자동 주입, @Service 클래스를 자동으로 등록.

3. 사용 예시

• 스프링 프레임워크:
• @Autowired: 의존성 주입을 위한 어노테이션.
• @Service: 서비스 클래스에 대한 메타데이터 제공.
• 리플렉션: 어노테이션이 붙은 클래스나 메서드를 런타임에 찾아 처리.

4. 코드예시

1. 어노테이션이 없을 때

/**
 * 1차 개발자가 작성하는 코드
 */

public class Router {
    UserController uc;

    public Router(UserController uc) {
        this.uc = uc;
    }

    public void routing(String path) {
        if (path.equals("/login")) {
            uc.login();
        } else if (path.equals("/join")) {
            uc.join();
        }
    }
}

/**
 * 2차 개발자가 작성하는 코드
 */

public class UserController {

    public void login() {
        System.out.println("로그인");
    }

    public void join() {
        System.out.println("회원가입");
    }
    
    public void logout() {
        System.out.println("로그아웃");
    }
}

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Router router = new Router(new UserController());

        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        String path = scan.nextLine();

        router.routing(path);
    }
}

2. 어노테이션이 있을때

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface RequestMapping {
    String value(); // value만 존재할 경우 어노테이션 파라미터 작성시 생략가능
}

public class Router {
    UserController uc;

    public Router(UserController uc) {
        this.uc = uc;
    }

    public void routing(String path) {
        // 어노테이션 구현 순서
        // 1. 메소드 찾아내기
        Method[] methods = uc.getClass().getMethods(); // uc의 클래스의 모든 메소드를 가져옴

        // 2. 어노테이션 체크
        for (Method m : methods) {
            RequestMapping rm = m.getAnnotation(RequestMapping.class);
            // 3. value와 path 일치 확인해서 일치하면 invoke 하기
            if (rm == null) {
                break;
            }
            if (rm.value().equals(path)) {
                try {
                    m.invoke(uc);
                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException("메소드 실행 중 오류 발생");
                }
            }
        }
    }
}

public class UserController {

    @RequestMapping("/login")
    public void login() {
        System.out.println("로그인");
    }

    @RequestMapping("/join")
    public void join() {
        System.out.println("회원가입");
    }

    @RequestMapping("/logout")
    public void logout() {
        System.out.println("로그아웃");
    }

    @RequestMapping("/userinfo")
    public void userinfo() {
        System.out.println("유저인포");
    }
}