리플렉션보다는 인터페이스를 사용하라 - Effective Java[65]

🔗 리플렉션 기능 (java.lang.reflect)를 이용하면 프로그램에서 임의의 클래스에 접근할 수 있다.

• Class 객체가 주어지면 그 클래스의 생성자, 메서드, 필드에 해당하는 Constructor, Method, Field 인스턴스를 가져올 수 있고, 이어서 이 인스턴스들로는 그 클래스의 멤버 이름, 필드 타입, 메서드 시그니처 등을 가져 올 수 있다.

• 나아가 Constructor, Method, Field 인스턴스를 이용해 각각에 연결된 실제 생성자, 메서드, 필드를 조작할 수도 있다.

  • 이 인스턴스들을 통해 통해 해당 클래스의 인스턴스를 생성하거나, 메서드를 호출하거나, 필드에 접근할 수 있다는 뜻이다.
  • ex) Method.invoke는 어떤 클래스의 어떤 객체가 가진 어떤 메서드라도 호출할 수 있게 해준다. (물론 일반적인 보안 제약사항은 준수해야 한다)
  • 리플렉션을 이용하면 컴파일 당시에 존재하지 않던 클래스도 이용할 수 있다.

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💎 리플렉션의 단점

• 컴파일타임 검사가 주는 이점을 하나도 누릴 수 없다.

  • 예외 검사도 마찬가지다.

  • 프로그램이 리플렉션 기능을 써서 존재하지 않는 혹은 접근할 수 없는 메서드를 호출하려 시도하면 (주의해서 대비 코드를 작성해두지 않았다면) 런타임 오류가 발생한다.

• 리플렉션을 이용하면 코드가 지저분하고 장황해진다.

  • 지루한 일이고, 읽기도 어렵다.
• 성능이 떨어진다.
  • 리플렉션을 통한 메서드 호출은 일반 메서드 호출보다 훨씬 느리다.

• 코드 분석 도구나 의존관계 주입 프레임워크처럼 리플렉션을 써야 하는 복잡한 애플리케이션이 몇 가지 있다.

  • 하지만 이런 도구들마저 리플렉션 사용을 점차 줄이고 있다.

  • 단점이 명백하기 때문이다.

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🔗 리플렉션은 아주 제한된 형태로만 사용해야 그 단점을 피하고 이점만 취할 수 있다.

• 컴파일타임에 이용할 수 없는 클래스를 사용해야만 하는 프로그램은 비록 컴파일타임이라도 적절한 인터페이스나 상위 클래스를 이용할 수는 있을 것이다.

• 다행히 이런 경우라면 리플렉션은 인스턴스 생성에만 쓰고, 이렇게 만든 인스턴스는 인터페이스나 상위 클래스로 참조해 사용하자.

  • ex) 아래 프로그램은 Set<String> 인터페이스의 인스턴스를 생성하는데, 정확한 클래스는 명령줄의 첫 번째 인수로 확정한다.

  • 그리고 생성한 집합(Set)에 두 번째 이후의 인수들을 추가한 다음 화면에 출력한다.

  • 첫 번째 인수와 상관없이 이후의 인수들에서 중복은 제거한 후 출력한다.

  • 반면, 이 인수들이 출력되는 순서는 첫 번째 인수로 지정한 클래스가 무엇이냐에 따라 달라진다.

  • java.util.HashSet을 지정하면 무작위 순서가 될 것이고, java.util.TreeSet을 지정하면 알파벳 순서로 출력될 것이다.

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💎 리플렉션으로 생성하고 인터페이스로 참조해 활용한다.

public static void main(String[] args) {
    // 클래스 이름을 Class 객체로 변환
    Class<? extends Set<String>> cl = null;
    try {
        cl = (Class<? extends Set<String>>) //비검사 형변환!
            Class.forName(args[0]);
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        fatalError("클래스를 찾을 수 없습니다.");
    }
    
    //생성자를 얻는다.
    Constructor<? extends Set<String>> cons = null;
    try {
        cons = cl.getDeclaredConstructor();
    } catch (NoSuchMethodException e) {
        fatalError("매개변수 없는 생성자를 찾을 수 없습니다.");
    }
    
    //집합의 인스턴스를 만든다.
    Set<String> s = null;
    try {
        s = cons.newInstance();
    } catch (IllegalAccessException e) {
        fatalError("생성자에 접근할 수 없습니다.");
    } catch (InstantiationException e) {
        fatalError("클래스를 인스턴스화 할 수 없습니다.");
    } catch (InvocationTargetException e) {
        fatalError("생성자가 예외를 던졌습니다: " + e.getCause());
    } catch (ClassCastException e) {
        fatalError("Set을 구현하지 않은 클래스입니다.");
    }
    
    //생성한 집합을 사용한다.
    s.addAll(Arrays.asList(args).subList(1, args.length));
    System.out.println(s);
}

private static void fatalError(String msg) {
    System.err.println(msg);
    System.exit(1);
}

• 위 코드에서 선보인 기법은 꽤나 강력하다.

  • 이 프로그램은 손쉽게 제네릭 집합 테스터로 변신할 수 있다.

  • 즉, 명시한 Set 구현체를 공격적으로 조작해보며 Set 규약을 잘 지키는지 검사해볼 수 있다.

  • 비슷하게, 제네릭 집합 성능 분석 도구로 활용할 수도 있다.

  • 이 기법은 완벽한 서비스 제공자 프레임워크를 구현할 수 있을 만큼 강력하다.

• 위 예는 리플렉션의 단점 두 가지를 보여준다.

  • 첫 번째, 런타임에 총 여섯 가지나 되는 예외를 던질 수 있다.

    • 그 모두가 인스턴스를 리플렉션 없이 생성했다면 컴파일타임에 잡아낼 수 있었을 예외들이다.

  • 두 번째, 클래스 이름만으로 인스턴스를 생성해내기 위해 무려 25줄이나 되는 코드를 작성했다.

    • 리플렉션이 아니라면 생성자 호출 한 줄로 끝났을 일이다.

    • 참고로, 리플렉션 예외 각각을 잡는 대신 모든 리플렉션 예외의 상위 클래스인 ReflectiveOperationException을 잡도록 하여 코드 길이를 줄일 수도 있다.

• 두 단점 모두 객체를 생성하는 부분에만 국한된다.

  • 객체가 일단 만들어지면 그 후의 코드는 여타의 Set 인스턴스를 사용할 때와 똑같다.

  • 그래서 실제 프로그램에서는 이런 제약에 영향받는 코드는 일부에 지나지 않는다.

• 위 프로그램은 컴파일하면 비검사 형변환 경고가 뜬다.

  • 하지만 Class<? extends Set<String>>으로의 형변환은 심지어 명시한 클래스가 Set을 구현하지 않았더라도 성공할 것이라, 실제 문제로 이어지지는 않는다.

  • 단, 그 클래스의 인스턴스를 생성하려 할 때 ClassCastException을 던지게 된다.

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💎 드물긴 하지만, 리플렉션은 런타임에 존재하지 않을 수도 있는 다른 클래스, 메서드, 필드와의 의존성을 관리할 때 적합하다.

• 이 기법은 버전이 여러 개 존재하는 외부 패키지를 다룰 때 유용하다.

• 가동할 수 있는 최소한의 환경, 즉 주로 가장 오래된 버전만을 지원하도록 컴파일 한 후, 이후 버전의 클래스와 메서드 등은 리플렉션으로 접근하는 방식이다.

• 이렇게 하려면 접근하려는 새로운 클래스나 메서드가 런타임에 존재하지 않을 수 있다는 사실을 반드시 감안해야 한다.

• 즉, 같은 목적을 이룰 수 있는 대체 수단을 이용하거나 기능을 줄여 동작하는 등의 적절한 조치를 취해야 한다.

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리플렉션은 복잡한 특수 시스템을 개발할 때 필요한 강력한 기능이지만, 단점도 많다.

컴파일타임에는 알 수 없는 클래스를 사용하는 프로그램을 작성한다면 리플렉션을 사용해야 할 것이다.

단, 되도록 객체 생성에만 사용하고, 생성한 객체를 이용할 때는 적절한 인터페이스나 컴파일타임에 알 수 있는 상위 클래스로 형변환해 사용해야 한다.

참조 - 이펙티브 자바 3/E - 조슈아 블로크때