Java(34) - Class 클래스

4 분 소요

1. Class 클래스

자바의 모든 클래스와 인터페이스는 컴파일 후 class 파일로 생성됩니다.
(.class => byte코드 상태)

.class 파일에는 객체의 정보(컴파일된 코드) 즉, 멤버변수와 메서드, 생성자등이 포함되어 있습니다.

Class 클래스는 컴파일된 class 파일에서 객체의 정보를 가져올 수 있습니다.
(객체의 정보를 가져올 수 있는 여러 메서드들이 제공됨)

즉 Class 클래스는 컴파일된 class 파일을 로드하여 객체를 동적 로드하고,
정보를 가져오는 메서드를 제공합니다.

그러나 우리가 Class 클래스를 이용해서 코딩할 일은 그렇게 많지 않습니다.
이미 우리 local PC에는 우리가 사용하고자 하는 라이브러리들이 있고, 그 라이브러리들의 자료형을
대부분을 알고 있는 상태입니다.

예를 들면 String을 쓸 때 String을 쓰지 String클래스의 Class 클래스를 가져다 쓰진 않습니다.

그래서 쓰이는 경우는 local에 자료형이 없는경우, 해당 모듈이 없는 경우나
동적 로딩할 때 많이 사용합니다.

2. Class 클래스 가져오기

간단한 예시를 통해 보겠습니다.

String s = new String();
Class c = s.getClass();
(.getClass() 메서드는 Object클래스의 메서드)
Class c = String.Class;
Class c = Class.forName(“java.lang.String”);
(동적 로딩)

위의 3번 코드의 경우 “java.lang.String”이 클래스의 fullname입니다.
해당 fullname을 가진 클래스가 로딩이 됩니다.
해당 statement가 수행될 때 로딩을 합니다.

우리가 대부분의 컴파일을 할 때, 우리가 지금 이 코드에서(모듈이든, 프로젝트이든)
이 시스템에서 어떤 애들을 가져다 쓸건지가 컴파일 파일에 거의 바인딩이 됩니다.
(정적로딩 static으로 바인딩이 됨)

Class.forName은 run time때 바인딩이 됩니다.
(동적로딩)
해당 이름을 가진 클래스가 local에 있면 그 때 그 이름의 클래스를 가져다 사용이 가능합니다.
fullname은 변경이 가능합니다.
(Inteager, Double..)

우리가 java에서 JDBC같은 걸 쓴다라고 할 때,
JDBC를 사용하려면 여러 JDBC 관련 DB 라이브러리가 있을 수 있습니다.
(Oracle, MSSQL, MySQL..)

이런 라이브러리들을 모두 static하게 링크해서 컴파일할 수는 없습니다.
만약 모두 static하게 링크를 하게 된다면 너무 많은 라이브러리를 링크한 상태에서 컴파일을 해야합니다.

이럴 필요없이 라이브러리들을 install해 놓은 상태에서 우리가 필요할 때 부를 수 있게끔
fullname을 바꿔주면 됩니다.
(이 프로그램이 oracle하고 연결이 될거다 하면 java.lang.oracle라이브러리 이름 이렇게 해주면 된다)

즉 동적로딩의 장점은 run time 때 그때그때 상황에 맞게
우리가 원하는 라이브러리, 클래스를 매칭시킬 수 있습니다.

단점은 오타가 날 경우 로딩되다가 런타임 때 프로그램이 죽을 수 있습니다.

3. reflection 프로그래밍

Class 클래스로부터 객체의 정보를 가져와 프로그래밍 하는 방식입니다.
즉 Class 클래스를 사용하여 클래스의 정보(생성자, 변수, 메서드)를 알 수 있고,
인스턴스를 생성하고, 메서드를 호출하는 방식의 프로그램입니다.

로컬(같은 메모리공간, process가 같은 것)에 객체가 없고, 자료형을 알 수 없는 경우
유용한 프로그래밍입니다.
자신의 로컬에 그 코드, 데이터 타입이 있다고 하면 굳이 사용하지 않습니다.

로컬에 객체가 없거나, 자료형을 알 수 없는 어떤 객체가 있다고 했을 때
그 객체의 정보를 꺼내와서 프로그래밍 하는게 reflection 프로그래밍 입니다.

java.lang.reflect 패키지 안에 여러 클래스들하고 메서드들과 같이 연동해서 많이 사용합니다.

4. 예시

우선 Class 클래스를 가져오는 방법을 보겠습니다.

public class ClassTest {

	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class c1 = String.class;

        String str = new String();
        Class c2 = str.getClass();

		Class c3 = Class.forName("java.lang.String");
	}
}

해당 코드에서 오류가 없다면 잘 가져왔다는 뜻입니다.

다음은 동적로딩에 대한 예시입니다.

public class ClassTest {

	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class c3 = Class.forName("java.long.String");
        //클래스의 정보를 가져옴

        Constructor[] cons = c3.getConstructors();
        for(Constructor con : cons){
            System.out.println(con);
        }
	}
}

위 코드는 String 클래스의 생성자 정보를 출력합니다.
그러나 String은 String str = new Stirng()을 하면 Constructor나
String 클래스에 관한 여러 정보가 확인이 가능하기 때문에 굳이 사용하지 않습니다.

로컬에 해당 모듈이나 프로젝트이 없거나 정확한 데이터 타입을 모를 때 사용합니다.

public class ClassTest {

	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class c3 = Class.forName("java.long.String");
        //클래스의 정보를 가져옴

        Constructor[] cons = c3.getConstructors();
        for(Constructor con : cons){
            System.out.println(con);
        }

        System.out.println();

        Method[] methods = c3.getMethods();
        for(Method method : methods){
            System.out.println(method);
        }
	}
}

위 코드는 메소드 정보를 가져오는 코드입니다.
Method나 Constructor는 java.lang.reflect 패키지 안에 존재합니다.

package classex;

class Person {
	private String name;
	private int age;

	public Person() {}

	public Person(String name) {
		this.name = name;
	}

	public Person(String name, int age) {
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public int getAge() {
		return age;
	}
	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}

	public String toString() {
		return name;
	}
}

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

public class ClassTest {

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

		Person person = new Person("james");
		System.out.println(person);

		Class c1 = Class.forName("classex.Person");
		Person person1 = (Person)c1.newInstance(); //newInstance는 객체 생성
        //newInstance가 호출해주는건 해당 클래스의 기본 생성자
		System.out.println(person1);
        //결과는 null peron1은 이름을 지정해주지않음

        //이름 넣는 생성자 생성하는 법
        //일단 생성자를 가져와야함.
        //생성자에 들어가는 매개변수의 타입을 알아야함.
		Class[] parameterTypes = {String.class};
		Constructor cons = c1.getConstructor(parameterTypes);

        //위에서 생성자를 가져왔으면, 그 생성자로부터 newInstance로 객체 생성이 가능
        //객체를 생성할때 줄 매개변수가 있어야함.
		Object[] initargs = {"KIMYOUSIN"};
		Person personLee = (Person)cons.newInstance(initargs);
		System.out.println(personLee);
        //로컬에 타입이 있다면 위에처럼 할 필요는 없음

//		Class c2 = person.getClass();
//		Person p = (Person)c2.newInstance();
//		System.out.println(p);
//
//		Constructor con3 = c2.getConstructor(parameterTypes);
	}

}

위 코드는 지금 정확히 알 필요는 없고 중요한건 동적로딩이 가능하다.

5. forName() 메서드와 동적로딩

Class 클래스는 static 메서드입니다.

동적로딩이란
컴파일시에 데이터 타입이 모두 binding되어 자료형이 로딩되는 것을 의미합니다.
정적로딩(static loading)이 아니라 실행 중에(runtime) 데이터 타입을 알고 binding 되는 방식입니다.

실행시에 로딩되므로 경우에 따라 다른 클래스가 사용될 수 있어 유용합니다.

컴파일 타임에 체크할 수 없으므로 해당 무자열에 대한 클래스가 없는 경우
예외(ClassNotFoundException)가 발생할 수 있습니다.

즉 만약 10개 중에 1개가 돌아가야 하는데, 처음부터 10개를 죄다 변수로 선언하는게 아니라,
필요시에 10개 중 1개만 부르고 또 필요할 때 부르는 것입니다.

6. 동적로딩 vs 정적로딩

동적로딩
프로그램을 실행할 때, 필요시 마다 동적으로 메모리를 생성하고, 필요없는 메모리는
자동으로 메모리에서 해제시킨다.
정적로딩
프로그램을 실행할 때 모든 실행파일이 메모리에 로드된다.

추가 설명
클래스 로더란 ‘.class’ 바이트 코드를 읽어 들여 class 객체를 생성하는 역할을 담당한다. 즉, 클래스 로더는 클래스가
요청될 때 파일로부터 읽어 메모리로 로딩하는 역할을 하며 자바 가상 머신의 중요한 요소 중 하나다.

로딩 : 클래스 파일을 바이트 코드로 읽어 메모리로 가져오는 과정
링크 : 가장 복잡한 과정으로, 읽어본 바이트 코드가 자바 규칙을 따르는지 검증하고,
클래스에 정의된 필드, 메소드, 인터페이스들을 나타내는 데이터 구조를 준비하며
그 클래스가 참조하는 다른 클래스를 로딩한다.
초기화 : 슈퍼 클래스 및 정적 필드를 초기화한다.

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Min Hyung

Java(34) - Class 클래스

1. Class 클래스

2. Class 클래스 가져오기

3. reflection 프로그래밍

4. 예시

5. forName() 메서드와 동적로딩

6. 동적로딩 vs 정적로딩

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참고

Android(12) - 다이얼로그

Android(11) - API 레벨 & 퍼미션 설정

Android(10) - 리소스(1)

Android(9) - 이벤트 처리(1)