개기획자

자바 reflection

리플렉션(reflection)은 자바 프로그래밍 언어의 기능 중 하나다. 리플렉션을 사용하면 자바 프로그램을 실행해서 해당 프로그램을 조사하거나 스스로를 살펴볼(introspect) 수 있다. 또한 프로그램의 내부 프로퍼티를 조작할 수도 있다. 예를 들어 리플렉션을 사용하면 자바 클래스에서 해당 클래스의 멤버의 이름을 모두 획득해서 표시할 수 있다.

자바 클래스에서 스스로를 조사하고 조작하는 이러한 기능이 그리 대단해 보이지 않을 수도 있다. 하지만 이러한 기능을 지원하지 않는 프로그래밍 언어도 있다. 예를 들어 파스칼, C, C++ 프로그램에서는 해당 프로그램 안에 정의된 함수에 대한 정보를 얻을 수 있는 방법이 없다.

실제로 자바 빈(JavaBeans)에서 리플렉션을 적용했다. 자바 빈을 사용하면 소프트웨어 컴포넌트를 빌더 툴을 사용해서 시각적으로 조작할 수 있다. 이러한 빌더 툴은  자바 컴포넌트(클래스)가 동적으로  로드될 때, 리플렉션을 사용해서 해당 컴포넌트의 프로퍼티를 획득한다.

간단한 예제

리플렉션이 어떻게 동작하는지 아래의 간단한 예를 통해 살펴보자:

   import java.lang.reflect.*;
 
   public class DumpMethods {
      public static void main(String args[])
      {
         try {
            Class c = Class.forName(args[0]);
            Method m[] = c.getDeclaredMethods();
            for (int i = 0; i < m.length; i++)
            System.out.println(m[i].toString());
         }
         catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
         }
      }
   }

아래와 같이 실행해 보면

java DumpMethods java.util.Stack

결과는 다음과 같다:

public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()
public boolean java.util.Stack.empty()
public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

보다시피 java.util.Stack 클래스의 메서드 명이 출력된다. 메서드의 파라미터와 리턴 타입 또한 패키지 명을 포함해서 출력된다.

이 프로그램은 Class.forName을 사용해서 기술된 클래스를 로드한 후, getDeclaredMethods를 호출해서 해당 클래스에 정의된 메서드 목록을 얻는다. java.lang.reflect.Method는 클래스에서 단일 메서드를 나타내는 클래스다.

리플렉션 사용을 위한 설정

Method와 같이 리플렉션을 위한 클래스는 java.lang.reflect 패키지에서 찾을 수 있다. 이 패키지에 있는 클래스를 사용하려면 세 단계를 거쳐야만 한다. 첫 단계로 조작하려는 클래스에 해당하는 java.lang.Class 객체를 얻어야 한다. java.lang.Class는 실행 중인 자바 프로그램에서 클래스 또는 인터페이스를 나타내기 위해 사용한다.

Class 객체를 얻을 수 있는 한 가지 방법은 다음과 같다:

Class c = Class.forName("java.lang.String");

와 같이 사용하면 String에 대한 Class 객체를 얻을 수 있다. 또는 다음과 같이 사용할 수도 있다:

Class c = int.class;   // 또는
Class c = Integer.TYPE; 

와 같이 사용하면 기본형에 대한 Claass 정보를 얻을 수 있다. 두 번째 방법의 경우, 기본현에 대한 래퍼 클래스(Integer와 같이)에 미리 정의된 TYPE 필드에 접근한다.

두 번째 단계는 getDeclaredMethods와 같은 메서드를 호출하는 작업으로, getDeclaredMethods를 호출하면 해당 클래스에 선언된 메서드의 목록을 모두 얻을 수 있다.

이러한 정보를 모두 얻고 나면, 세 번째 단계로 리플렉션 API를 사용해서 해당 정보를 조작할 수 있다. 예를 들어 아래와 같은 일련의 문장을 실행하면,

Class c = Class.forName("java.lang.String");
Method m[] = c.getDeclaredMethods();
System.out.println(m[0].toString());

String에 선언된 첫 번째 메서드를 텍스트 형식으로 표시하게 된다.

이후에 다룰 예제에서는 지금 설명한 세 단계를 결합해서 사용한다. 이를 통해 특정한 목적에 맞게 리플렉션을 활용하는 방식을 효과적으로 처리하는 예제를 한꺼번에 보여주고자 한다.

결론

자바 리플렉션을 사용하면 클래스와 데이터 구조에 대한 정보를 이름을 기반으로 동적으로 얻을 수 있다는 점에서 매우 유용하다. 뿐만 아니라 리플렉션을 사용하면 자바 프로그램을 실행하는 동안에 해당 클래스를 조작할 수 있다. 이 기능은 믿을 수 없을 정도로 강력하며, C, C++, 포트란, 파스칼과 같은 자바 이외의 언어에서는 리플렉션에 해당하는 기능이 전혀 없다.

String, StringBuffer, StringBuilder 

모두 문자열을 저장하고, 관리하는 클래스 이다. char와 String의 가장 큰 차이점도 이점에 있다.

char는 문자 함수이고 

String은 클래스라는 차이를 알아야 한다.

char와 String의 차이는 다음 기회에 다시 안내하기로 하겠다.

먼저 String 과 다른 클래스(StringBuffer, StringBuilder)의 차이점을 알아보겠다. 

두 문자열 클래스의 아주 기본적인 차이는 String은 immutable(불변함)하고, StringBuffer는 mutable(변함,변하기쉬움)하다는 것이다.

결론부터 말하자면, 

단순하게 성능으로 따지면 StringBuilder > StringBuffer >>> String 이지만

각 문자열 클래스들은 성능 이슈 외에도 사용 편의성, 멀티스레드 환경 등 여러가지 고려해야할 요인이 있으므로 이에 적합한 것을 사용하면 될 것이다.

한마디로 StringBuilder와 StringBuffer는 사용 목적에 따라 다르다라는 것이다.

먼저 스트링은  

String 객체는 한 번 생성되면 할당된 메모리 공간이 변하지 않는다. + 연산자 또는 concat 메서드를 통해 기존에 생성된 String 클래스 객체 문자열에 다른 문자열을 붙여도 기존 문자열에 새로운 문자열이 붙는 것이 아니라, 새로운 String 객체를 만든 후, 새 String 객체에 연결된 문자열을 저장하고, 그 객체를 참조하도록 한다. (즉, String 클래스 객체는 Heap 메모리 영역(가비지 컬렉션이 동작하는 영역)에 생성되며, 한 번 생성된 객체의 내부 내용을 변화시킬 수 없다. 기존 객체가 제거 되면 Java의 가비지 컬렉션이 회수한다.)

String 객체는 이러한 이유로 문자열 연산이 많은 경우, 그 성능이 좋지 않지만, Imuutable한 객체는 간단하게 사용가능하고, 동기화에 대해 신경쓰지 않아도 되기 때문에(Thread-Safe), 내부 데이터를 자유롭게 공유할 수 있다.

StringBuffer 와 StringBuilder 차이점

기본적으로 두 클래스가 제공하는 메소드는 동일하지만 StringBuffer는 멀티 쓰레드 상태에서 동기화를 지원한다. (각 메소드 별로 synchronized 키워드가 존재)

String 을 + 를 활용해 합치는 경우 매번 인스턴스를 생성하기 때문에 성능상에 이슈가 많다. 이런 성능 이슈를 개선하기위해 JDK 1.5 버전 이후에는 컴파일 단계에서 StringBuilder로 컴파일 되도록 변경되기 때문에 + 를 활용해도 성능상에 큰 이슈는 없다.

사실 두 클래스의 가장 큰 차이점은 동기화 여부이다.

StringBuffer는 각 메서드 별로 Synchronized Keyword 가 존재하여, 멀티스레드 환경에서도 동기화를 지원한다. 하지만, StringBuilder는 동기화를 보장하지 않는다.

그렇기 때문에 멀티스레드 환경이라면 값 동기화 보장을 위해 StringBuffer를 사용하고, 단일스레드 환경이라면 StringBuilder를 사용하는 것이 좋다. 단일스레드환경에서 StringBuffer를 사용한다고 문제가 되는 것은 아니지만, 동기화 관련 처리로 인해 StringBuilder에 비해 성능이 좋지 않다.

퀵소트 정렬

자바로 코딩한 정렬

자바 reflection

리플렉션(reflection)은 자바 프로그래밍 언어의 기능 중 하나다. 리플렉션을 사용하면 자바 프로그램을 실행해서 해당 프로그램을 조사하거나 스스로를 살펴볼(introspect) 수 있다. 또한 프로그램의 내부 프로퍼티를 조작할 수도 있다. 예를 들어 리플렉션을 사용하면 자바 클래스에서 해당 클래스의 멤버의 이름을 모두 획득해서 표시할 수 있다.

자바 클래스에서 스스로를 조사하고 조작하는 이러한 기능이 그리 대단해 보이지 않을 수도 있다. 하지만 이러한 기능을 지원하지 않는 프로그래밍 언어도 있다. 예를 들어 파스칼, C, C++ 프로그램에서는 해당 프로그램 안에 정의된 함수에 대한 정보를 얻을 수 있는 방법이 없다.

실제로 자바 빈(JavaBeans)에서 리플렉션을 적용했다. 자바 빈을 사용하면 소프트웨어 컴포넌트를 빌더 툴을 사용해서 시각적으로 조작할 수 있다. 이러한 빌더 툴은  자바 컴포넌트(클래스)가 동적으로  로드될 때, 리플렉션을 사용해서 해당 컴포넌트의 프로퍼티를 획득한다.

간단한 예제
리플렉션이 어떻게 동작하는지 아래의 간단한 예를 통해 살펴보자:

   import java.lang.reflect.*;
 
   public class DumpMethods {
      public static void main(String args[])
      {
         try {
            Class c = Class.forName(args[0]);
            Method m[] = c.getDeclaredMethods();
            for (int i = 0; i < m.length; i++)
            System.out.println(m[i].toString());
         }
         catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
         }
      }
   }

아래와 같이 실행해 보면

java DumpMethods java.util.Stack

결과는 다음과 같다:

public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()
public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()
public boolean java.util.Stack.empty()
public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

보다시피 java.util.Stack 클래스의 메서드 명이 출력된다. 메서드의 파라미터와 리턴 타입 또한 패키지 명을 포함해서 출력된다.

이 프로그램은 Class.forName을 사용해서 기술된 클래스를 로드한 후, getDeclaredMethods를 호출해서 해당 클래스에 정의된 메서드 목록을 얻는다. java.lang.reflect.Method는 클래스에서 단일 메서드를 나타내는 클래스다.


리플렉션 사용을 위한 설정
Method와 같이 리플렉션을 위한 클래스는 java.lang.reflect 패키지에서 찾을 수 있다. 이 패키지에 있는 클래스를 사용하려면 세 단계를 거쳐야만 한다. 첫 단계로 조작하려는 클래스에 해당하는 java.lang.Class 객체를 얻어야 한다. java.lang.Class는 실행 중인 자바 프로그램에서 클래스 또는 인터페이스를 나타내기 위해 사용한다.

Class 객체를 얻을 수 있는 한 가지 방법은 다음과 같다:

Class c = Class.forName("java.lang.String");

와 같이 사용하면 String에 대한 Class 객체를 얻을 수 있다. 또는 다음과 같이 사용할 수도 있다:

Class c = int.class;   // 또는
Class c = Integer.TYPE; 

와 같이 사용하면 기본형에 대한 Claass 정보를 얻을 수 있다. 두 번째 방법의 경우, 기본현에 대한 래퍼 클래스(Integer와 같이)에 미리 정의된 TYPE 필드에 접근한다.

두 번째 단계는 getDeclaredMethods와 같은 메서드를 호출하는 작업으로, getDeclaredMethods를 호출하면 해당 클래스에 선언된 메서드의 목록을 모두 얻을 수 있다.

이러한 정보를 모두 얻고 나면, 세 번째 단계로 리플렉션 API를 사용해서 해당 정보를 조작할 수 있다. 예를 들어 아래와 같은 일련의 문장을 실행하면,

Class c = Class.forName("java.lang.String");
Method m[] = c.getDeclaredMethods();
System.out.println(m[0].toString());

String에 선언된 첫 번째 메서드를 텍스트 형식으로 표시하게 된다.

이후에 다룰 예제에서는 지금 설명한 세 단계를 결합해서 사용한다. 이를 통해 특정한 목적에 맞게 리플렉션을 활용하는 방식을 효과적으로 처리하는 예제를 한꺼번에 보여주고자 한다.

결론
자바 리플렉션을 사용하면 클래스와 데이터 구조에 대한 정보를 이름을 기반으로 동적으로 얻을 수 있다는 점에서 매우 유용하다. 뿐만 아니라 리플렉션을 사용하면 자바 프로그램을 실행하는 동안에 해당 클래스를 조작할 수 있다. 이 기능은 믿을 수 없을 정도로 강력하며, C, C++, 포트란, 파스칼과 같은 자바 이외의 언어에서는 리플렉션에 해당하는 기능이 전혀 없다.

문자열 "ABCDEFG"를 역순으로 출력

void ReversString()

오버로딩(Overloading) vs 오버라이딩(Overriding)

자바에서 다형성을 지원하는 방법으로 메소드 오버로딩(Overloading) 오버라이딩(Overriding)이 있다.

결론부터 말하자면,

오버로딩(Overloading)은 기존에 없던 새로운 메서드를 정의하는 것이고,

오버라이딩(Overriding)은 상속 받은 메서드의 내용만 변경 하는 것이다.

간단하게는, 

오버로드(Overload)

메서드의 이름은 같고 파라메터의 갯수나 타입이 다른 함수를 정의하는 것을 의미한다.

(리턴값만을 다르게 갖는 오버로드는 작성 할 수 없다.)

오버라이드(Override)

상위 클래스의 메서드를 재정의 하는 것이다.

메서드의 이름은 물론 파라메터의 갯수나 타입도 동일해야 하며, 주로 상위 클래스의 동작을 상속받은 하위 클래스에서 변경하기 위해 

사용된다.

좀 더 자세하게 가보자면,

1. 오버로딩 (Overloading)

오버로딩(Overloading)은 메소드 오버로딩과 생성자 오버로딩이 있다. 하지만 둘다 같은 개념이다.

같은 이름의 함수를 여러 개 정의하고, 매개변수의 유형과 개수를 다르게 하여 다양한 유형의 호출에 응답하게 한다.

2. 오버라이딩 (Overriding)

상위 클래스가 가지고 있는 멤버변수가 하위 클래스로 상속되는 것처럼 상위 클래스가 가지고 있는 메소드도 하위 클래스로 상속되어 하위 클래스에서 사용할 수 있다. 하지만, 하위 클래스에서 메소드를 재정의해서 사용할 수 있다.

상속 관계에 있는 클래스 간에 같은 이름의 메소드를 정의하는 기술을 오버라이딩(Overriding) 이라고 한다.

오버로딩(Overloading)과 오버라이딩(Overriding) 성립조건

추상클래스 인터페이스

:

추상클래스는 추상메소드를 1개이상 가진 클래스로 이미 구현된 메소드가 있을수도 있다.

인터페이스는 일종의 명세서로 내부의 모든 메소드가 구현되지않고 선언만 되있다. 

눈에 보이는 차이로는 추상클래스는 extend를 통해 1개만을 상속받을수있고 인터페이스는 implement를 통해 여러개 확장받을수 있다. 

또한 인터페이스는 일종의 가이드 라인으로 확장을 받는 서브클래스들이 대략적으로 어떤 구조와 기능을 가진지 알수있는 역할을 한다.