📘 Backend/Java
Java Reflection - Dynamic Object Creation(Constructor<?>)
신건우
2024. 12. 30. 22:52
📚 Constructor<?>
Java의 Constructor<?>는 Java 리플렉션 API에서 제공하는 클래스 중 하나로, 클래스의 생성자(constructor)를 나타내는 객체입니다.
Constructor<?>는 java.lang.reflect 패키지의 일부이며, 특정 클래스의 생성자에 접근하거나 실행할 수 있도록 도와줍니다.
클래스 로드 및 생성자 조회
Class 객체를 사용하여 특정 클래스의 모든 Constructor<?> 객체를 가져올 수 있고, 해당 생성자 파라미터를 알고 있다면 파라미터에 parameterTypes를 넣으면 특정 생성자를 가져올 수 있습니다.
만약 가져온 Class에 생성자가 없다면 자동으로 기본 생성자를 포함한 단일 요소 배열로 반환됩니다.
- Public, Private 모든 생성자 로드
getDeclaredConstructors()또는getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)
- Public 생성자만 로드
getConstructor()또는getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
public class ConstructorTest {
public static void main(String[] args) {
// printConstructorData(Person.class);
printConstructorData(Address.class);
}
public static void printConstructorData(Class<?> clazz) {
// 생성자 개수
Constructor<?>[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
System.out.println(String.format("%s 클래스의 생성자 개수 %d", clazz.getSimpleName(), constructors.length));
// 각 생성자 파라미터 출력
for (int i = 0; i < constructors.length; i++) {
Class<?>[] parameterTypes = constructors[i].getParameterTypes();
List<String> parameterTypeNames = Arrays.stream(parameterTypes)
.map(Class::getSimpleName)
.toList();
System.out.println(parameterTypeNames);
}
}
// Person Class
public static class Person {
private final Address address;
private final String name;
private final int age;
public Person() {
this.name = "anonymous";
this.age = 0;
this.address = null;
}
public Person(String name) {
this.name = name;
this.age = 0;
this.address = null;
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
this.address = null;
}
public Person(String name, int age, Address address) {
this.name = name;
this.age = age;
this.address = address;
}
}
// Address Class
public static class Address {
private String street;
private int number;
public Address(String street, int number) {
this.street = street;
this.number = number;
}
}
}📚 Dynamic Object Creation using Reflection
Reflection을 사용하면 런타임에 클래스 이름, 생성자 정보, 그리고 파라미터를 기반으로 객체를 동적으로 생성할 수 있습니다.
특히 아래와 같은 경우에 유용합니다.
- 클래스 타입이 런타임에만 결정되는 경우: 실행 시점에만 어떤 클래스가 사용될지 알 수 있을 때.
- 다형성 객체의 동적인 생성: 여러 서브클래스 중 조건에 맞는 클래스를 동적으로 생성해야 할 때.
- 제네릭 메서드 활용: 타입 안정성을 유지하면서도 다양한 타입의 객체를 생성해야 할 때.
- 유연성 확보: 특정 로직에 의존하지 않고, 런타임에 객체를 유연하게 생성하는 시스템을 구성해야 할 때.
Reflection 없이 동적인 객체를 생성할 떄의 문제점
Reflection 없이 동적으로 객체를 생성하려면 아래 예시 코드처럼 switch 문이나 if-else 블록을 사용해 각 클래스의 생성자를 호출해야 합니다.
이는 다음과 같은 문제점이 발생합니다.
- 어려운 유지보수: 클래스가 추가되거나 변경될 때마다 switch 문을 수정해야 하며, 길고 복잡한 코드가 됩니다.
- 부족한 확장성: 새로운 클래스 타입을 추가할 때 기존 코드를 반복적으로 수정해야 합니다.
- 캡슐화 위반: 코드가 특정 클래스의 세부사항에 지나치게 의존하게 됩니다.
- 예를 들어, 아래 코드는 특정 클래스 타입에 따라 객체를 생성하지만, 비효율적이고 확장성이 부족합니다.
import java.lang.reflect.Type;
public Object createObj(Type type, Object arg) {
switch (type) {
case Type.Employee: return new Eployee(arg);
case Type.Contractor: return new Contractor(arg);
}
}Reflection을 활용한 동적인 객체 생성
동적으로 객체를 생성할 때 Constructor.newInstance(Object... args)를 이용해 객체를 생성하고,
Class.newInstance()는 Java 9 이후부터 권장되지 않으므로 Constructor.newInstance()를 사용해 주는 것이 좋습니다.
isInstance()와 instanceof()의 차이점
| 특징 | instanceof | Class.isInstance() |
|---|---|---|
| 검사 시점 | 컴파일 타임 검사 | 런타임 검사 |
| 유형 정보 | 코드에 명시된 클래스만 확인 가능 | Reflection으로 동적 클래스 확인 가능 |
| 적용 대상 | 정적 클래스, 인터페이스 | 동적 클래스, 런타임 타입 |
Primitive Type 처리
Reflection이 int와 Integer를 구분하기 때문에, Primitive 타입과 Wrapper 클래스 간의 호환성을 처리하는 추가 로직을 포함하였습니다.
import java.lang.reflect.Constructor;
public class RuntimeObjectCreationFactory {
public static void main(String[] args) {
try {
// Employee 객체 생성
Object employee = createObj("src.b.constructor.RuntimeObjectCreationFactory$Employee", "사람1", 25);
System.out.println(employee);
// Contractor 객체 생성
Object contractor = createObj("src.b.constructor.RuntimeObjectCreationFactory$Contractor", "사람2", 30);
System.out.println(contractor);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 클래스 이름과 생성자 파라미터를 기반으로 객체 생성
public static Object createObj(String className, Object... args) throws Exception {
// 1. 클래스 로드
Class<?> clazz = Class.forName(className);
// 2. 적합한 생성자 탐색
for (Constructor<?> constructor : clazz.getDeclaredConstructors()) {
if (constructor.getParameterCount() == args.length) {
boolean isMatch = true;
Class<?>[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
// 3. 파라미터 타입 비교
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
if (!isCompatibleType(paramTypes[i], args[i])) {
// if (!paramTypes[i].isInstance(args[i]) && !(args[i] == null && !paramTypes[i].isPrimitive())) {
isMatch = false;
break;
}
}
if (isMatch) {
constructor.setAccessible(true); // private 생성자도 호출 가능
return constructor.newInstance(args);
}
}
}
throw new IllegalArgumentException("적합한 생성자를 찾을 수 없습니다.");
}
// Employee 클래스
public static class Employee {
private String name;
private int age;
// 생성자
public Employee(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Employee{name='" + name + "', age=" + age + "}";
}
}
// Contractor 클래스
public static class Contractor {
private String name;
private int hoursWorked;
// 생성자
public Contractor(String name, int hoursWorked) {
this.name = name;
this.hoursWorked = hoursWorked;
}
@Override
public String toString() {
return "Contractor{name='" + name + "', hoursWorked=" + hoursWorked + "}";
}
}
// 타입 호환성 체크 메서드
private static boolean isCompatibleType(Class<?> paramType, Object arg) {
if (arg == null) {
// null 값은 primitive 타입에 매핑 불가
return !paramType.isPrimitive();
}
// Primitive 타입과 Wrapper 타입 매칭
if (paramType.isPrimitive()) {
if (paramType == int.class && arg instanceof Integer) return true;
if (paramType == double.class && arg instanceof Double) return true;
if (paramType == long.class && arg instanceof Long) return true;
if (paramType == boolean.class && arg instanceof Boolean) return true;
if (paramType == char.class && arg instanceof Character) return true;
if (paramType == byte.class && arg instanceof Byte) return true;
if (paramType == short.class && arg instanceof Short) return true;
if (paramType == float.class && arg instanceof Float) return true;
return false;
}
// 일반 객체 타입 매칭
return paramType.isInstance(arg);
}
}생성된 객체
Employee{name='사람1', age=25}
Contractor{name='사람2', hoursWorked=30}