Kotlin In Action 10장

in Programming Language on Kotlin

애노테이션과 리플렉션

어떤 함수를 호출하기 위해서는 그 함수가 정의된 클래스의 이름과 함수 이름, 파라미터 이름 등을 알아야한다.

그러나 Annotation과 Reflection을 사용하면 그런 제약을 벗어나서 미리 알지 못하는 임의의 클래스를 다룰 수 있다.

Annotation을 사용하면 라이브러리가 요구하는 의미를 클래스에게 부여할 수 있고, Reflection을 사용하면 실행 시점에 컴파일러 내부 구조를 분석할 수 있다.

코틀린에서 Annotation을 사용하는 방법은 자바와 똑같지만 Annotation을 선언할 때 사용하는 문법은 자바와 약간 다르다.

Reflection 역시 일반 구조는 자바와 같지만 세부 사항에는 약간의 차이가 있다.

애노테이션 적용

코틀린에서 자바와 같은 방법으로 애노테이션을 사용할 수 있다.

그러나 애노테이션에 인자를 지정할 때의 문법이 자바와 약간 다르다.

  1. 클래스를 애노테이션 인자로 지정할 때는 @MyAnnotation(MyClass::class)처럼 ::class를 클래스 이름 뒤에 넣어야 한다.

  2. 다른 애노테이션을 인자로 지정할 때는 인자로 들어가는 애노테이션 이름 앞에 @를 넣지 말아야한다.

  3. 배열을 인자로 지정하려면 arrayOf 함수를 사용해야한다. 만약 자바에서 선언한 애노테이션을 사용하는 경우라면 파라미터가 가변길이 인자로 자동으로 변환된다.

애노테이션은 인자를 컴파일 타임에 알 수 있어야 한다.

따라서 임의의 프로퍼티를 인자로 지정할 수는 없다.

프로퍼티를 애노테이션 인자로 사용하기 위해서는 const 변경자를 붙여야 한다.

컴파일러는 const가 붙은 프로퍼티를 컴파일 시점 상수로 취급한다.

또한 이런 const 타입의 프로퍼티는 파일의 맨 위나 object안에 선언해야 하며, 원시 타입이나 String으로 초기화해야만 한다.

애노테이션 대상

자바에 선언된 애노테이션을 사용해 프로퍼티에 애노테이션을 붙이는 경우 사용 시점 대상(use-site target) 선언으로 애노테이션을 붙일 요소를 정할 수 있다.

가령 프로퍼티의 getter에 해당 애노테이션을 붙이고 싶은 경우라면,

@get:MyAnnotation
val temp = Temp()

위와 같이 프로퍼티의 요소에 애노테이션을 적용할 수 있다.

코틀린으로 애노테이션을 선언하면 프로퍼티에 직접 적용할 수 있는 애노테이션을 만들 수 있다.

사용 시점 대상을 지정할 때 지원하는 목록은 다음과 같다.

  • property : 프로퍼티 전체, 자바에서 선언된 애노테이션에는 이 사용 지점 대상을 사용할 수 없다.

  • field : 프로퍼티에 의해 생성되는 필드

  • get : 프로퍼티 게터

  • set : 프로퍼티 세터

  • receiver : 확장 함수나 프로퍼티의 수신 객체 파라미터

  • param : 생성자 파라미터

  • setparam : 세터 파라미터

  • delegate : 위임 프로퍼티의 위임 인스턴스를 담아둔 필드

  • file : 파일 안에 선언된 최상위 함수와 프로퍼티를 담아두는 클래스

자바와는 달리 코틀린에서는 애노테이션의 인자로 클래스나 함수선언이나 타입 외에 임의의 식을 허용한다.

가령 @Suppress가 좋은 예시이다.

@Suppress("UNCHECKED_CAST")
val string = list as List<String>

@Suppress는 컴파일러 경고를 무시하기 위한 애노테이션이다.

자바 API를 애노테이션으로 제어하기

코틀린은 코틀린으로 선언한 내용을 자바 바이트코드로 컴파일하는 방법과 코틀린 선언을 자바에 노출하는 방법을 제어하기 위한 애노테이션을 많이 제공한다.

이런 애노테이션 중 일부는 자바 언어의 일부 키워드를 대신한다.

예를 들어 @Volatile과 @Strictfp 애노테이션은 자바의 volatile과 strictfp 키워드를 대신한다.

다음 애노테이션을 사용하면 코틀린 선언을 자바에 노출시키는 방법을 변경할 수 있다.

  • @JvmName은 코틀린 선언이 만들어내는 자바 필드나 메소드 이름을 변경한다.

  • @JvmStatic을 메소드, 객체 선언, 동반 객체에 적용하면 그 요소가 자바 정적 메소드로 노출된다.

  • @JvmOverloads를 사용하면 디폴트 파라미터 값이 있는 함수에 대해 컴파일러가 자동으로 오버로딩한 함수를 생성해준다.

  • @JvmField를 프로퍼티에 사용하면 게터나 세터가 없는 공개된 자바 필드로 프로퍼티를 노출시킨다.

애노테이션 선언

코틀린의 애노테이션은 다음과 같이 선언할 수 있다.

annotation class MyAnnoation

자바에서 @interface라는 다소 모호한 이름으로 선언하던 것과 달리 확실히 annotation 클래스라는 것을 명시해주고 있다. (이 또한 발전한 부분이라고 생각함)

이미 잘 알겠지만 애노테이션 클래스는 선언이나 식과 관련 있는 메타데이터의 구조를 정의하기 때문에 내부에 어떤 코드도 들어갈 수 없다.

만약 파라미터가 있는 애노테이션을 적용하고자 한다면 애노테이션 클래스의 주 생성자에 파라미터를 선언해야한다.

annotation class MyAnnotation(val name: String)

주의해야할 점은 애노테이션 클래스에서 모든 파라미터는 val를 반드시 붙여야한다는 점이다.

메타애노테이션

애노테이션 클래스에 적용할 수 있는 애노테이션을 메타애노테이션이라고 부른다.

표준 라이브러리에서 가장 일반적으로 쓰이는 메타애노테이션을 꼽으라면 당연 @Target 애노테이션일 것이다.

@Target 메타애노테이션은 애노테이션을 적용할 수 있는 요소의 유형을 지정한다.

가령 클래스인지, 메소드, 프로퍼티인지 같은 것들을 명시해줄 수 있다.

리플렉션 : 실행 시점에 코틀린 객체 내부 관찰

리플렉션은 실행 시점에 객체의 프로퍼티와 메소드에 접근할 수 있게 해주는 방법이다.

일반적으로 객체의 메소드나 프로퍼티에 접근할 때는 프로그램 소스코드 안에 구체적인 선언이 있는 메소드나 프로퍼티 이름을 사용하며,

컴파일러는 그런 이름이 실제로 가리키는 선언을 컴파일 시점에 찾아내서 선언이 실제 존재함을 보장해준다.

그러나 타입과 관계 없이 객체를 다뤄야 하거나 객체가 제공하는 메소드나 프로퍼티 이름을 오직 실행 시점에만 알 수 있는 경우가 존재한다.

JSON 직렬화 라이브러리가 바로 그 예이다.

직렬화 라이브러리는 어떤 객체든 JSON으로 변환할 수 있어야 하고, 실행 시점이 되기 전까지는 라이브러리가 직렬화할 프로퍼티나 클래스에 대한 정보를 알 수 없다.

이런 경우 리플렉션을 사용해야 한다.

코틀린에서 리플렉션을 사용하려면 서로 다른 두 API를 사용해야한다.

첫 번째로는 자바에서 제공하는 java.lang.reflect 패키지이다.

자바 리플렉션 API가 필요한 이유는 코틀린 클래스는 일반 자바 바이트코드로 컴파일되기 때문이다.

자바 리플렉션 API는 코틀린 클래스를 컴파일한 바이트코드 또한 완벽히 지원한다.

두 번째는 코틀린이 kotlin.reflect에서 제공하는 API이다.

이 API는 자바에서는 없는 프로퍼티나 널이 될 수 있는 타입과 같은 코틀린 고유 개념에 대한 리플렉션을 제공한다.

코틀린 리플렉션 API : KClass, KCallable, KFunction, KProperty

KClass는 자바의 java.lang.Class에 해당하는 클래스이다.

MyClass::class라는 식으로 KClass의 인스턴스를 얻을 수 있다.

실행 시점에 객체의 클래스를 얻기 위해서는 객체의 javaClass 프로퍼티를 사용해 객체의 자바 클래스를 얻어야 한다.

javaClass는 자바의 java.lang.Object.getClass()와 동일하다.

자바 클래스를 얻었다면 .kotlin 확장 프로퍼티를 통해 자바에서 코틀린 리플렉션 API로 옮겨올 수 있다.

val person = Person("Harry",27)
val kClass = person.javaClass.kotlin
println(kClass.simpleName)
//Person

KClass의 내부 선언은 다음과 같이 선언되어있다.

public interface KClass<T : Any> : KDeclarationContainer, KAnnotatedElement, KClassifier {
    /**
     * The simple name of the class as it was declared in the source code,
     * or `null` if the class has no name (if, for example, it is an anonymous object literal).
     */
    public val simpleName: String?

    /**
     * The fully qualified dot-separated name of the class,
     * or `null` if the class is local or it is an anonymous object literal.
     */
    public val qualifiedName: String?

    /**
     * All functions and properties accessible in this class, including those declared in this class
     * and all of its superclasses. Does not include constructors.
     */
    override val members: Collection<KCallable<*>>

    /**
     * All constructors declared in this class.
     */
    public val constructors: Collection<KFunction<T>>

    ...
}

출처 : https://github.com/JetBrains/kotlin/blob/1.1.3/core/builtins/src/kotlin/reflect/KClass.kt

잘 보면 클래스의 모든 멤버 목록이 KCallable 인스턴스의 컬렉션이라는 사실을 눈치챘을 것이다.

KCallable은 함수와 프로퍼티를 아우르는 공통 상위 인터페이스이다.

그 내부에는 call 메소드가 존재하며 이 call을 사용하면 함수나 프로퍼티의 게터를 호출할 수 있다.

fun foo(x:Int) = println(x)
val kFunction = ::foo
kFunction.call(42)
// 42

우리는 앞서 ::에 관해 공부했었다.

이제는 우리가 ::foo의 값 타입이 리플렉션 API에 존재하는 KFunction 클래스의 인스턴스임을 알 수 있다.

이 ::foo 의 타입 KFunction1<Int,Unit>에는 파라미터와 반환 값 타입 정보가 들어있다.

1은 이 함수의 파라미터가 1개라는 것을 의미한다.

이 인터페이스를 통해 함수를 호출하기 위해서는 invoke를 사용한다.

그런데 여기서는 invoke를 사용하지 않고 call을 사용해서 호출다. 이에 관해서는 11장에서 자세히 설명한다고 한다.

어쨌든 이 invoke 메소드는 호출할 때 인자 개수나 타입이 맞아 떨어져야만 컴파일이 된다.

이렇게 파라미터의 개수나 타입에 따라 KFunctionN이 생성되는데,

이러한 함수 타입들은 컴파일러가 생성한 합성 타입이다.

따라서 코틀린 컴파일러가 생성한 합성 타입을 사용하기 때문에 원하는 수만큼 많은 파라미터를 갖는 함수에 대한 인터페이스를 사용할 수 있으며

kotlin.runtile.jar의 크기를 줄일 수 있게 되었다.

KProperty는 call 메소드를 호출할 수 있고, get 메소드 또한 지원한다.

var counter = 0
val kProperty = ::counter
kProperty.setter.call(21)
println(kProperty.get())
// 21

최상위 수준이나 클래스 안에 정의된 프로퍼티만 리플렉션으로 가져올 수 있고 함수의 로컬 변수에는 접근할 수 없다.

Reference

Kotlin In Action (드미트리 제메로프, 스베트라나 이사코바)


© 2022. by minkuk

Powered by minkuk