Java

자바 Class 클래스와 System 클래스

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Class 클래스

자바에서 Class 클래스는 클래스의 정보(메타데이터)를 다루는데 사용된다. Class 클래스를 토앻 개발자는 실행 중인 자바 애플리케이션 내에서 필요한 클래스의 정보를 조회하고 조작할 수 있다.

Class 클래스의 주요 기능은 다음과 같다.

  • 타입 정보 얻기: 클래스의 이름, 슈퍼 클래스, 인터페이스, 필드, 메서드, 생성자 정보 등과 같은 정보를 얻을 수 있다.
  • 리플렉션: 클래스에 정의된 메서드, 필드, 생성자 등을 조회하고, 이들을 통해 클래스의 인스턴스를 생성하거나 메서드를 호출는 등의 작업을 할 수 있다.
  • 동적 로딩과 생성: Class.forName() 메서드를 사용해 동적으로 클래스를 로딩하고, newInstance() 메서드를 사용해 클래스의 인스턴스를 생성할 수 있다.
  • 애노테이션 처리: 클래스에 적용된 애노테이션 정보를 조회하고, 이를 통해 클래스의 동작을 변경할 수 있는 기능을 제공한다.

예를 들어, String.class는 String 클래스의 정보를 담고 있는 Class 객체를 반환한다. 이를 통해 String 클래스의 정보를 조회하거나 조작할 수 있다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class stringClass = String.class; //클래스에서 조회 
        //Class stringClass = "java.lang.String".getClass(); // 인스턴스에서 조회
        //Class stringClass = Class.forName("java.lang.String"); // 문자열로 조회
        
        
        // 모든 필드 조회
        Field[] fields = stringClass.getDeclared;
        for (Field field : fields) {
            System.out.println("Field: " + field.getType() + field.getName());
        }
        
        // 모든 메서드 조회
        Method[] methods = stringClass.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("Method: " + method.getReturnType() + method.getName());
        }
        
        // 상위 클래스 조회
        System.out.println(stringClass.getSuperclass()); // class java.lang.Object
        
        // 인터페이스 조회
        Class[] interfaces = stringClass.getInterfaces();
        for (Class inter : interfaces) {
            System.out.println("Interface: " + inter.getName());
        }
    }
}

위 코드의 실행 결과는 다음과 같다.

Field: class java.lang.Stringvalue
...
Method: class java.lang.StringcharAt
Method: class java.lang.StringcodePointAt
...
Superclass: java.lang.Object
Interface: java.io.Serializable
Interface: java.lang.Comparable

Class 클래스는 다음과 같이 3가지 방법으로 조회할 수 있다.

Class stringClass = String.class; //클래스에서 조회
Class stringClass = "java.lang.String".getClass(); // 인스턴스에서 조회
Class stringClass = Class.forName("java.lang.String"); // 문자열로 조회

Class 클래스의 주요 메서드

Class 클래스는 다음과 같은 주요 메서드를 제공한다.

  • getDeclaredFields(): 모든 필드를 조회한다.
  • getDeclaredMethods(): 모든 메서드를 조회한다.
  • getSuperclass(): 슈퍼 클래스를 조회한다.
  • getInterfaces(): 인터페이스를 조회한다.

이러한 메서드들을 통해 해당 클래스의 다양한 정보를 확인할 수 있다.

클래스 생성

Class 클래스에는 클래스의 모든 정보가 담겨 있기 때문에, 이를 통해 클래스의 인스턴스를 생성하거나, 메서드를 호출하고, 필드의 값도 변경할 수 있다. 이 문단에서는 간단하게 클래스의 인스턴스를 생성하는 방법을 알아본다.

public class Hello {
    public void hello() {
        System.out.println("Hello, Java!");
    }
}

위와 같은 Hello 클래스가 있다고 가정하자. 이 클래스의 인스턴스를 생성하고, hello() 메서드를 호출하는 코드는 다음과 같다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class helloClass = Hello.class;
        Hello hello = (Hello) helloClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
        hello.hello();
    }
}

위 코드의 실행 결과는 다음과 같다.

Hello, Java!

코드에서 사용된 getDeclaredConstructor().newInstance() 메서드에 기능은 다음과 같다. getDeclaredConstructor() 메서드를 통해 클래스의 생성자를 조회하고, newInstance() 메서드를 통해 생성자를 호출하여 인스턴스를 생성한다.

리플렉션(Relfection)

Class 클래스를 통해 클래스의 메타 데이터를 기반으로 클래스의 인스턴스를 생성하거나, 메서드를 호출하는 등의 작업을 할 수 있다. 이러한 작업을 리플렉션(Reflection)이라고 한다. 추가로 애노테이션 정보를 읽어서 특별한 기능을 수행하거나 클래스의 동작을 변경하는 등의 작업도 가능하다. 최신 프레임워크들은 리플렉션을 적극 활용하여 다양한 기능을 제공하고 있다.

System 클래스

System 클래스는 자바 프로그램과 관련된 시스템과 관련된 정보를 다루는데 사용된다. 주요 기능을 코드를 통해 알아보겠다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 현재 시간(밀리초)를 가져온다.
        long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("currentTimeMillis: " + currentTimeMillis);

        // 현재 시간(나노초)를 가져온다.
        long currentTimeNano = System.nanoTime();
        System.out.println("currentTimeNano: " + currentTimeNano);
        
        // 환경 변수를 읽는다.
        System.out.println("getenv = " + System.getenv());
        
        // 시스템 속성을 읽는다.
        System.out.println("properties = " + System.getProperties());
        System.out.println("Java version: " + System.getProperty("java.version"));
        
        // 배열을 고속으로 복사한다.
        char[] originalArray = new char[]{'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
        char[] copiedArray = new char[5];
        System.arraycopy(originalArray, 0, copiedArray, 0,
                originalArray.length);
        
        // 배열 출력
        System.out.println("copiedArray = " + copiedArray);
        System.out.println("Arrays.toString = " + Arrays.toString(copiedArray));
        
        //프로그램 종료
        System.exit(0);
    }
}
  • 표준 입력, 출력, 에러 스트림: System.in, System.out, System.err 필드를 통해 표준 입력, 출력, 에러 스트림을 사용할 수 있다.
  • 시간 측정: System.currentTimeMillis(), System.nanoTime()를 통해 현재 시간을 밀리초, 나노초 단위로 가져올 수 있다.
  • 환경 변수 읽기: System.getenv()를 통해 환경 변수를 읽을 수 있다.
  • 시스템 속성 읽기: System.getProperties()로 시스템 속성을 읽을 수 있고, System.getProperty(String key) 메서드를 통해 특정 속성을 읽을 수 있다.
  • 시스템 종료: System.exit(int status)를 통해 프로그램을 종료할 수 있다. 여기서 status는 종료 상태를 나타낸다. 일반적으로 0은 정상 종료, 그 외의 값은 비정상 종료를 의미한다.
  • 배열 고속 복사: System.arraycopy()는 시스템 레벨에서 최적화된 방식으로 메모리 복사를 연산을 수행한다. 직접 반복문을 사용해서 배열을 복사하는 것보다 수 배 이상 빠른 성능을 제공한다.
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