💫 JAVA

✔️ Reflection

✅ 리플렉션과 객체 지향

• 리플렉션은 객체 지향 원칙 중 캡슐화(encapsulation) 를 위반할 수 있습니다.
• private 필드와 메서드에 접근하고 조작할 수 있기 때문입니다.
• 또한, 정적 타입 안정성을 해치고 런타임 오류 가능성을 높입니다.

✏️ 예시:

• Class.forName("클래스명") → 존재하지 않는 클래스는 컴파일 타임에 확인 불가
• method.invoke() → 잘못된 인자 전달 시 컴파일러가 오류를 잡지 못함

🔍 리플렉션의 남용은 의존성 증가와 코드 난독화를 초래할 수 있습니다.

• 자동완성, 리팩토링 도구의 도움을 받기 어렵습니다.
• 유지보수성이 떨어지고 테스트도 어려워질 수 있습니다.

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🤔 그럼에도 불구하고 리플렉션이 필요한 이유

• 리플렉션은 프레임워크와 AOP의 핵심 도구로 활용됩니다.

✅ AOP (Aspect-Oriented Programming)

• 스프링 AOP 등에서는 메서드 호출 전후에 부가 로직을 삽입해야 합니다.
• 이때 메서드명, 파라미터, 어노테이션 등은 리플렉션으로 추출됩니다.

✅ DI (Dependency Injection), ORM 등에서의 어노테이션 분석

• @Autowired, @Entity 등의 어노테이션을 기반으로 클래스 구조를 분석하고
  객체를 동적으로 주입하거나 매핑합니다.

✅ 플러그인 구조, 런타임 객체 조립 등 유연한 설계에도 유용

• 정해지지 않은 클래스를 동적으로 로딩하거나 실행해야 하는 경우 필수적입니다.

💡 결론

• 직접 사용하는 것보다 프레임워크에 의해 간접적으로 활용되도록 설계하는 것이 가장 이상적입니다.

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🔁 리플렉션 주요 API 요약

메서드	설명
getName()	클래스 이름 반환
getDeclaredFields()	모든 필드 배열 반환
getDeclaredMethods()	모든 메서드 배열 반환
getDeclaredConstructor()	기본 생성자 반환
newInstance()	객체 인스턴스 생성
setAccessible(true)	private 멤버 접근 허용

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✔️ Custom Annotation

✅ 커스텀 어노테이션이란?

• 개발자가 직접 정의한 어노테이션으로, 코드에 메타 정보를 부여할 수 있습니다.
• 코드의 의미를 명확하게 전달하고, 가독성과 재사용성을 높여 유지보수를 간편하게 합니다.

✅ @interface 정의

• 어노테이션은 @interface 키워드를 사용해 정의합니다.
• 내부에 선언하는 요소는 메서드 형태지만, 실제로는 어노테이션의 속성을 의미합니다.
• 기본값은 default 키워드로 설정할 수 있습니다.

import java.lang.annotation.*;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@interface CustomInfo {
    String author();
    String date();
    int version() default 1;
}

✅ @Target 설정

• @Target은 어노테이션이 적용될 위치(대상)를 지정합니다.
• ElementType.TYPE은 클래스, 인터페이스, 열거형 등에 적용 가능하고,
• ElementType.METHOD는 메서드에 적용 가능합니다.

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})

✅ @Retention 설정

• @Retention은 어노테이션의 유지 범위를 지정하는 메타 어노테이션입니다.
• RUNTIME을 설정하면 실행 중에도 어노테이션 정보를 리플렉션으로 읽을 수 있습니다.
• SOURCE, CLASS, RUNTIME 3가지 정책이 있으며, 각각 유지 시점이 다릅니다.

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

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ℹ️ retension meaning
= hold

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✅ 클래스에 적용

• 클래스 선언부 위에 커스텀 어노테이션 @CustomInfo를 사용해 메타 정보를 지정합니다.
• author, date, version 요소 값을 모두 명시합니다.

@CustomInfo(author = "John Doe", date = "2025-03-25", version = 2)
class Demo {
    // 클래스 내부 로직 생략
}

✅ 메서드에 적용

• 메서드에도 어노테이션을 적용할 수 있습니다.
• version은 기본값을 사용하고, author와 date만 지정합니다.

@CustomInfo(author = "Jane Smith", date = "2025-03-26")
public void display() {
    System.out.println("Display method executed.");
}

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✏️ 전체코드

import java.lang.annotation.*;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@interface CustomInfo {
    String author();
    String date();
    int version() default 1; // 메서드가 아니라 필드 값임
}
@CustomInfo(author = "j797", date = "2025-06-24", version = 2)
class Demo {
    @CustomInfo(author = "j797", date = "2025-06-24")
    public void display() {
        System.out.println("Display method executed");
    }
}

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✅ 리플렉션으로 어노테이션 읽기

• 클래스나 메서드에 붙은 어노테이션을 실행 중에 읽고 싶을 때 리플렉션을 사용합니다.
• 먼저 isAnnotationPresent()로 어노테이션 존재 여부를 확인하고,
• getAnnotation()으로 실제 어노테이션 객체를 가져올 수 있습니다.

Class<?> demoClass = demo.getClass();
if (demoClass.isAnnotationPresent(CustomInfo.class)) {
    CustomInfo info = demoClass.getAnnotation(CustomInfo.class);
    System.out.println("작성자: " + info.author());
    System.out.println("작성일: " + info.date());
    System.out.println("버전: " + info.version());
}

isAnnotationPresent() 실행할 때

1. 그냥 실행 // true
2. 어노테이션 제거 후 실행 // false
3. Runtime -> Class 실행 // false

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✔️ File I/O

✅ 스트림 I/O 개요

• 자바에서는 스트림(Stream)을 이용해 파일이나 네트워크와 데이터를 주고받습니다.
• 스트림은 데이터를 순차적으로 처리하며, 문자(char)나 바이트(byte)를 한 번에 하나씩 읽거나 씁니다.
• 구조가 단순해 배우기 쉽지만, 대용량 데이터 처리 시에는 Buffered 방식이 더 적합할 수 있습니다.

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✅ writeFile 메서드 구현

• 파일에 문자열을 저장하는 writeFile 메서드를 구현합니다.
• FileWriter를 사용해 텍스트를 쓰고, try-with-resources 구문으로 자동으로 파일을 닫도록 처리합니다.
• 파일이 없으면 새로 생성되고, 이미 존재하면 내용을 덮어씁니다.

public static void writeFile(String filename, String content) {
    try (FileWriter writer = new FileWriter(filename)) {
        writer.write(content);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

✅ FileWriter 사용법

• FileWriter는 텍스트 파일에 문자열을 쓰기 위한 클래스입니다.
• 생성자에 파일명을 전달하면 해당 파일을 열거나 생성합니다.
• write() 메서드로 텍스트를 기록하며, try-with-resources 구문을 사용해 파일을 자동으로 닫습니다.
• 기본적으로 기존 파일 내용은 덮어쓰여지며, 이어쓰기(append)를 원할 경우 두 번째 인자로 true를 전달합니다.

public static void main(String[] args) {
    writeFile("example.txt", "Hello, Java I/O!\nThis is a test.");
    System.out.println("파일 생성 완료");
}

ℹ️ try-with-resources

finally 역할을 수행하는 구문.

🤔 만약 try-with-resources 없이 작성해야 한다면
try-catch 구문 안에서 FileWriter로 작성한 뒤에 예외처리를 해주고, 해제를 위해 finally 구문에서 다시 try-catch 구문을 열어 FileWriter를 해제하고 예외처리를 해주어야 한다.

public static void writeFile(String filename, String content) {
    FileWriter writer = null;
    try {
        writer = new FileWriter(filename);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (writer != null) writer.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

✅ try-with-resources 구문으로 바꾸기
try 옆에 괄호를 열어 writeFile 메서드를 구현하면 FileWriter를 사용해 텍스트를 쓰고 나서 자동으로 파일을 닫도록 처리하여 finally 이후의 내용을 생략할 수 있습니다.

public static void writeFile(String filename, String content) {
    try (FileWriter writer = new FileWriter(filename)) {
        writer.write(content);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

✅ append 이어쓰기 모드
FileWriter 를 생성할 때 파일이름 뒤에 true를 넣으면 append 모드가 활성화되어 이전에 썼던 내용에 덮어쓰기 하지 않고 추가로 내용을 이어쓸 수 있다.

try (FileWriter writer = new FileWriter(filename, true)) {
    writer.write(content);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

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✅ readFile 메서드 구현

• 지정된 파일을 한 줄씩 읽고 출력하는 readFile() 메서드를 정의합니다.
• BufferedReader는 내부 버퍼를 활용해 성능을 높이며, FileReader를 감싸서 사용합니다.
• try-with-resources 구문으로 자동으로 리소스를 닫습니다.

public static void readFile(String filename) {
    try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filename))) {
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

✅ FileReader & BufferedReader 사용법

• FileReader는 파일에서 문자 단위(char)로 읽는 스트림입니다.
  따라서 파일 크기가 클 경우 디스크 접근이 빈번하게 발생하여
  입출력 효율이 떨어질 수 있습니다.
• BufferedReader는 내부 버퍼를 사용해 효율적으로 읽고,
  한 줄씩 처리할 수 있습니다.
  버퍼를 사용하여 데이터를 읽어들이기 때문에, 한 번에 많은 양의 데이터를 읽어와 디스크 접근 횟수를 줄입니다.
  따라서 파일 크기가 크더라도 상대적으로 효율적인 데이터 접근이 가능합니다.
• readLine()이 null을 반환할 때까지 반복문으로 파일 내용을 출력합니다.

✅ 파일 읽기 실행

• main 메서드에서 readFile("example.txt")를 호출해 파일 내용을 출력합니다.
• 파일에 저장된 문자열이 한 줄씩 콘솔에 출력되며, 파일이 정상적으로 읽혔는지 확인할 수 있습니다.

public static void main(String[] args) {
    readFile("example.txt");
}

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✏️ 통합 코드

import java.io.*;

public class Main {
    public static void writeFile(String filename, String content) {
        try (FileWriter writer = new FileWriter(filename, true)) {
            writer.write(content);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void readFile(String filename) {
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filename))) {
            String Line;
            while ((Line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(Line);
            }
        } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        writeFile("lunch-menu.txt", "lunch-menu");
        writeFile("lunch-menu.txt", "떡볶이");
        System.out.println("파일 생성 완료");
        readFile("lunch-menu.txt");
    }
}

▶️
파일 생성 완료
lunch-menu떡볶이

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✔️ NIO

✅ NIO 개요

• NIO(New I/O)는 버퍼(Buffer)와 채널(Channel)을 사용해 고성능 파일 입출력을 지원합니다.
• 대용량 데이터 전송 및 멀티플렉싱(동시 파일/네트워크 I/O)에 적합합니다.

✅ 초기화 및 import

• main() 메서드 내용을 비우고, NIO 관련 클래스를 import 합니다.
• java.nio.file.*, java.nio.channels.FileChannel, java.nio.ByteBuffer, java.io.IOException 패키지를 준비하세요.

import java.nio.file.*;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.io.IOException;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // NIO 실습 준비
    }
}

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✅ writeFile 메서드 생성

• 파일에 문자열을 쓰는 writeFile 메서드를 정의하고, Path를 사용해 파일 경로를 생성합니다.

public static void writeFile() {
    Path filePath = Paths.get("example.txt");
    String content = "Hello, NIO World!";
    // 채널과 버퍼로 쓰기 로직 추가
}

✅ Channel 열기 & Buffer 준비

• FileChannel.open()에 CREATE, WRITE 옵션으로 채널을 열고,
• ByteBuffer.allocate()로 버퍼를 준비합니다.

try (FileChannel writeChannel = FileChannel.open(
         filePath,
         StandardOpenOption.CREATE,
         StandardOpenOption.WRITE)) {
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    // 버퍼에 데이터 쓰기
}

✅ 버퍼에 데이터 쓰기

• put()으로 버퍼에 문자열의 바이트 데이터를 넣습니다.
• flip()을 호출해 쓰기 모드를 읽기 모드로 전환합니다.
• 이후 write()로 버퍼의 내용을 채널에 기록합니다.

buffer.put(content.getBytes());
buffer.flip();
writeChannel.write(buffer);
System.out.println("File written successfully.");

✅ readFile 메서드 생성

• readFile 메서드는 파일에서 데이터를 읽기 위해 정의합니다.
• Paths.get()으로 파일 경로를 설정하고, FileChannel.open()에 READ 옵션을 사용해 채널을 엽니다.
• ByteBuffer.allocate()를 통해 데이터를 담을 버퍼를 준비합니다.

public static void readFile() {
    Path filePath = Paths.get("example.txt");
    try (FileChannel readChannel = FileChannel.open(
             filePath,
             StandardOpenOption.READ)) {
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
        // 읽기 로직 추가 예정
    } catch (IOException e) {
        System.out.println(e.getMessage());
    }
}

✅ 버퍼를 이용한 파일 읽기

• read()로 파일 내용을 ByteBuffer에 읽습니다.
• flip()으로 읽기 모드로 전환한 뒤, hasRemaining()과 get()으로 데이터를 문자로 출력합니다.
• clear()로 버퍼를 초기화한 후 다시 read()를 반복합니다.

int bytesRead = readChannel.read(buffer);
while (bytesRead != -1) {
    buffer.flip();
    while (buffer.hasRemaining()) {
        System.out.print((char) buffer.get());
    }
    buffer.clear();
    bytesRead = readChannel.read(buffer);
}
System.out.println("\nFile read successfully.");

---

✏️ 통합 코드

public class Main {
    public static void writeFile(String filename, String content) {
        Path filePath = Paths.get(filename);
        System.out.println(filePath);

//        try (FileWriter fileWriter = new FileWriter(filePath.toFile())) {
//            fileWriter.write(content);
//        } catch (IOException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }

        try (FileChannel writeChannel = FileChannel.open(filePath, StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.WRITE)) {
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); //1024byte = 1kb
            // BUFFER READ MODE
            buffer.put(content.getBytes()); // 텍스트를 .getBytes()를 통해 buffer에 byte 단위로 넣는다.
            System.out.println("Byte content: " + Arrays.toString(content.getBytes()));

            // FILE WRITE MODE
            buffer.flip(); // CREATE -> WRITE mode
            writeChannel.write(buffer); // buffer 의 내용을 file에 write
            System.out.println("파일을 성공적으로 작성 완료했습니다.");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void readFile(String filename) {
        Path filePath = Paths.get(filename);
        try (FileChannel readChannel = FileChannel.open(filePath, StandardOpenOption.READ)) {
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

            int bytesRead = readChannel.read(buffer);
            while (bytesRead != -1) {
                buffer.flip();

                String chunk = StandardCharsets.UTF_8.decode(buffer).toString();
                System.out.print(chunk);


                buffer.clear();
                bytesRead = readChannel.read(buffer);

//                while (buffer.hasRemaining()) {
//                    System.out.println((char) buffer.get());
//                }
//                buffer.clear();
//                bytesRead = readChannel.read(buffer);
//                System.out.println(bytesRead);
            }
            System.out.println("\n파일 읽기가 완료되었습니다.");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
//        writeFile("lunch-menu.txt", "오늘의 점심 메뉴는 뭘까요?");
        readFile("lunch-menu.txt");
    }
}

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↔️ 스트림 I/O vs NIO 비교

구분	스트림 I/O	NIO (New I/O)
처리 단위	바이트 또는 문자 단위로 순차 처리	버퍼(Buffer)를 사용한 블록 단위 처리
성능	간단한 입출력에 적합	대용량 데이터 처리 및 멀티 I/O 상황에 유리
주요 API	FileInputStream, FileOutputStream, FileReader, FileWriter	Path, FileChannel, ByteBuffer 등