6. Java 자바 [API] - Class 클래스

Class 클래스

 

자바는 클래스와 인터페이스의 메타 데이터를 java.lang 패키지에 소속된 Class 클래스로 관리한다.

 

메타 데이터 : 클래스의 이름, 생성자 정보, 필드 정보, 메소드 정보를 말한다.

 

Class 클래스의 메소드들

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1. Class 객체 얻기 getClass(), forName()

 

프로그램에서 Class 객체를 얻기 위해서는 Object 클래스가 가지고 있는 getClass() 메소드를 이용한다.

Object 는 모든 클래스의 최상위 클래스이므로 모든 클래스에서 getClass() 메소드를 호출할 수 있다.

 

Class clazz = obj.getClass();

 

getClass() 메소드는 해당 클래스로 객체를 생성했을 때만 사용할 수 있는데,

객체를 생성하기 전에 직접 Class 객체를 얻을 수도 있다.

 

Class 는 생성자를 감추고 있기 때문에 new 연산자로 객체를 생성할 수 없고,

정적 메소드인 forName()을 이용해야 한다.

forName() 메소드는 클래스 전체 이름(패키지가 포함된 이름)을 매개 값으로 받고 Class 객체를 리턴한다.

 

try {

    Class clazz = Class.forName(String className);

} catch(ClassNotFoundException e) {   }

 

Class.forName() 메소드는 매개값으로 주어진 클래스를 찾지 못하면 ClassNotFoundException 예외를

발생시키기 때문에 예외 처리가 필요하다.

 

두 가지 방법으로 Car 클래스의 Class 객체를 얻고,

Class 의 메소드를 이용해서 클래스 전체 이름과 간단한 이름 그리고 패키지 이름을 얻어 출력한다.

 

ClassExample.java

 

public class ClassExample {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        Class clazz1 = car.getClass();
        System.out.println(clazz1.getName());
        System.out.println(clazz1.getSimpleName());
        System.out.println(clazz1.getPackage().getName());
        System.out.println();

        try {
            Class clazz2 = Class.forName(“sec06.exam01_class.Car”);
            System.out.println(clazz2.getName());
            System.out.println(clazz2.getSimpleName());
            System.out.println(clazz2.getPackage().getName());
        } catch(ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 

 

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2. 리플렉션 getDeclaredConstructors(), getDeclaredFields(), getDeclaredMethods()

 

Class 객체를 이용하면 클래스의 생성자, 필드, 메소드 정보를 알아낼 수 있다.

이것을 리플렉션(Reflection)이라고 한다.

 

Class 객체는 리플렉션을 위해

getDeclaredConstructors(), getDeclaredField(), getDeclaredMethods()를 제공하고 있다.

 

Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();

Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();

Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();

 

 

세 메소드는 각각 Constructor 배열, Field 배열, Method 배열을 리턴한다.

Constructor, Field, Method 클래스는 모두 java.lang.reflect 패키지에 소속되어 있다.

 

getDeclaredFields(), getDeclaredMethods() 는 클래스에 선언된 멤버만 가져오고

상속된 멤버는 가져오지 않는다.

 

만약 상속된 멤버도 얻고 싶다면 getFields(), getMethods() 를 이용한다.

(단, public 멤버만 가져올 수 있다.)

 

예)ReflectionExample.java : 동적으로 클래스 멤버 정보 얻기

 

public class ReflectionExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class clazz = Class.forName(“sec06.exam02_reflection.Car”);  // 클래스 이름

        System.out.println(“[클래스 이름]”);
        System.out.println(clazz.getName());
        System.out.println();

        System.out.println(“[생성자 정보]”);
        Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for(Constructor constructor : constructors) {     // 생성자 이름과 매개변수 정보 출력
            System.out.println(constructor.getName() + “(”);
            printParameters(parameters);
            System.out.println(“)”);
        }
        System.out.println();

        System.out.println(“[필드 정보]”);
        Field[] fields = clazz.getDeclaredField();
        for(Field field : fields) {          // 필드 타입과 필드 이름 정보 출력
            System.out.println(field.getType().getSimpleName() + “ ” + field.getName());
        }
        System.out.println();

        System.out.println(“[메소드 정보]”);
        Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
        for(Method method : methods) {        // 메소드 이름과 매개 변수 정보 출력 
            System.out.print(method.getName() + “(”);
            Class[] parameters = method.getParameterTypes();
            printParameters(parameters);
            System.out.println(“)”);
        }
    }

    private static void printParameters(Class[] parameters) {
        for(int i = 0; i < parameters.length; i++) { // 매개 변수 정보를 출력하는 공통 코드
            if(i < (parameters.lengtg – 1))) {
                System.out.print(“,”);
            }
        }
    }
}

 

 

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3. 동적 객체 생성 newInstance()

 

Class 객체를 이용하면 new 연산자를 사용하지 않아도 동적으로 객체를 생성할 수 있다.

이 방법은 코드 작성 시에 클래스 이름을 결정할 수 없고, 런타임 시에 클래스 이름이 결정되는 경우에

유용하게 사용된다.

 

아래 코드처럼 Class.forName() 메소드로 Class 객체를 얻은 다음,

newInstance() 메소드를 호출하면 Object 타입의 객체를 얻을 수 있다.

 

try {

    Class clazz = Class.forName(“런타임 시 결정되는 클래스 이름”);

    Object obj = clazz.newInstance();

} catch(ClassNotFoundException e) {

} catch(InstantiationException e) {

} catch(IllegalAccessException e) {

}

 

newInstance() 메소드는 기본 생성자를 호출하여 객체를 생성하기 때문에

반드시 클래스에 기본 생성자가 존재해야 한다.

 

만약, 매개 변수가 있는 생성자를 호출하고 싶다면, 리플렉션으로 Constructor 객체를 얻어서

newInstance() 메소드를 호출하면 된다.

 

newInstance() 메소드는 두 가지 예외가 발생할 수 있다. 따라서 예외 처리가 필요하다.

 

- InstantiationException 예외

  해당 클래스가 추상 클래스이거나 인터페이스일 경우 발생한다.

 

- IllegalAccessException 예외

  클래스나 생성자가 접근 제한자로 인해 접근할 수 없을 경우 발생한다.

 

newInstance() 메소드의 리턴 타입은 Object 이므로

이것을 원래 클래스 타입으로 변환해야만 메소드를 사용할 수 있다. 따라서 강제 타입 변환을 해야 한다.

클래스 타입을 모르는 상태이므로 변환할 수 는 없다. 이 문제를 해결하려면 인터페이스 사용이 필요하다.

 

Action 인터페이스와 구현 클래스인 SendAction, ReceiveAction 이 있다고 가정할 때

 

 

Class.forName() 메소드의 매개값으로 “SendAction” 또는 “ReceiveAction” 을 주면

Class 객체가 만들어지고, Class 객체의 newInstance() 메소드로 Object 객체를 얻을 수 있다.

 

얻어진 객체는 모두 Action 인터페이스를 구현하고 있으므로

아래와 같이 Action 인터페이스 타입으로 변환이 가능하다.

그런 다음, Action 인터페이스의 execute() 메소드를 호출하면,

개별 클래스의 실체 메소드인 execute() 메소드가 실행된다.

 

Class clazz = Class.forName(“SendAction” 또는 “ReceiveAction”);

Action action = (Action) clazz.newInstance();

action.execute(); // SendAction 또는 ReceiveAction 의 execute() 메소드가 실행됨

 

즉, Class.forName() 메소드의

매개값으로 “SendAction” 주면, SendAction 클래스의 execute() 메소드가 실행되고,

매개값으로 “ReceiveAction” 을 주면, ReceiveAction 클래스의 execute() 메소드가 실행된다.

 

Action.java : 인터페이스

 

public interface Action {
    public void execute();
}

 

SendAction.java 발신 클래스 (구현 클래스)

 

public class SendAction implements Action {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println(“데이터를 보냅니다.”);
    }
}

 

ReceiveAction.java : 수신 클래스 (구현 클래스)

 

public class ReceiveAction implements Action {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println(“데이터를 받습니다.”);
    }
}

 

NewInstanceExample.java : 동적 객체 생성 및 실행

 

public class NewInstanceExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Class clazz = Class.forName(“sec06.exam03_newinstance.SendAction”);
            // Class clazz = Class.forName(“sec06.exam03_newinstance.ReceiveAction”);
            // 번갈아 가면서 실행
            Action action = (Action) clazz.newInstance();
            action.execute();
        } catch(ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch(InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch(IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}