[C#] 리플렉션(Reflection)

 

 

Reflection

 

리플렉션

 리플렉션(Reflection)은 '반사'라는 뜻이다. 반사되면 자신의 모습이 보이는 것처럼, C#에서 리플렉션은 자기 자신에 대한 정보를 반사하듯이 보는 기능을 말한다.

 다시 정확히 정리하자면, 리플렉션이란 런타임 중에 프로그램의 메타데이터를 얻고 수정할 수 있는 기능이다. 객체의 형식 이름, 프로퍼티, 메서드, 필드, 이벤트 등 그 객체의 정보를 들여다볼 수 있다.

메타데이터는 데이터에 관한 데이터이다. 즉, 데이터에 대한 설명, 구조, 속성 또는 다른 데이터의 정보를 담고 있는 데이터를 말한다.

 

리플렉션이 필요한 이유

그렇다면 리플렉션은 왜 필요한 것일까?

 리플렉션은 주로 단위 테스트를 할 때 많이 쓰인다. 코드의 각 부분이 올바르게 작동하는지 확인할 때, 우리는 그 메서드에 테스트 케이스를 넣어가며 확인을 한다. 메서드 수가 적다면 무리 없겠지만, 만약 수 백개를 넘어간다면 하나하나 수동으로 하는 것은 매우 비효율적일 것이다.
 리플렉션을 사용하면, 리플렉션으로 테스트 할 클래스의 메서드를 동적으로 검사한 후, 테스트 메서드를 동적으로 생성하게 하고 실행하면 효율적으로 단위 테스트를 진행할 수 있다.

 또한, 외부 라이브러리를 쓰는데, 그 라이브러리가 어떻게 구성되어 있는지 분석이 필요할 때 리플렉션으로 외부 라이브러리를 검사할 수도 있다.

 또 다른 강력한 기능은 리플렉션을 사용해서 동적으로 인스턴스를 생성해서 작업을 수행할 수 있다는 것이다.
 동적으로 인스턴스를 생성한다는 것은 런타임에서 인스턴스를 생성하는 것이고, 정적으로 인스턴스를 생성한다는 것은 컴파일 시점에서 이미 객체를 생성하고 할당하는 것이다. 동적으로 인스턴스를 생성하는 것은 프로그램이 런타임 상황에 따라 객체를 조작하거나 확장하는 데 유연하게 활용될 수 있다.

 

object 클래스의 GetType()

 모든 데이터 형식은 Object 형식에 포함되기 때문에 GetType() 메서드를 사용할 수 있다. GetType() 메서드는 객체의 형식 정보를 반환하는 데 사용되며, 객체의 형식 정보를 리플렉션을 통해 접근할 수 있게 해 준다.

string a = "Hello, World!";
Type type = a.GetType();
Console.WriteLine(type.FullName);

Name은 String, FullName은 System.String 등 가져온 객체의 형식에 다양한 메서드를 사용해서 정보를 볼 수 있다.

 

typeof()도 리플렉션일까?

 typeof() 연산자는 컴파일 시점에서 형식을 검사하기 때문에 리플렉션은 아니다. typeof 연산자와 GetType() 메서드의 차이는 아래처럼 typeof는 형식을 직접 받고, GetType()은 인스턴스에 대해 호출된다는 것이다.

Type intType = typeof(int);
Type stringType = text.GetType();

 만약 인스턴스를 생성하지 않고 GetType()으로 string 형식을 바로 받아오고 싶으면, 아래와 같이 형식의 이름을 넣어주면 된다.

Type stringType = Type.GetType("System.String");

 

 다시 돌아가서 type에 있는 메서드들을 다시 살펴보면, 정말 많은 메타데이터를 뽑아낼 수 있는 것을 알 수 있다. 이 모든 것의 사용법을 외울 수는 없지만, 사용법은 거의 다 비슷하기 때문에 몇 개만 예시로 보도록 하자.

아래는 각각 인터페이스, 필드, 메서드, 프로퍼티를 뽑아내는 메서드이다.

GetInterfaces() (return: Type[])

static void PrintInterfaces(Type type)
{
    Type[] interfaces = type.GetInterfaces();
    foreach (Type i in interfaces) {
        Console.WriteLine($"Name: {i.Name}");
    }
}

GetFields() (return: FieldInfo[])

static void PrintFields(Type type)
{
    FieldInfo[] fields = type.GetFields(
        BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Public | BindingFlags.Static | BindingFlags.Instance); // 이 부분을 조정하여 검색 옵션을 지정할 수도 있다
    foreach (FieldInfo f in fields) {
        string accessLevel = "protected";
        if (f.IsPublic) {
            accessLevel = "Public";
        }
        else if (f.IsPrivate) {
            accessLevel = "Private";
        }
        Console.WriteLine($"Access: {accessLevel}, Type: {f.FieldType.Name}, Name: {f.Name}");
    }
}

GetMethods() (return: MethodInfo[])

static void PrintMethods(Type type)
{
    MethodInfo[] methods = type.GetMethods();
    foreach (MethodInfo m in methods) {
        Console.Write($"ReturnType: {m.ReturnType.Name}, Name: {m.Name}, Parameter: ");

        ParameterInfo[] parameters = m.GetParameters();
        for (int i = 0; i < parameters.Length; i++) {
            Console.Write(parameters[i].ParameterType.Name);
            if (i < parameters.Length - 1) {
                Console.Write(", ");
            }
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

GetProperties() (return: PropertyInfo[])

static void PrintProperties(Type type)
{
    PropertyInfo[] properties = type.GetProperties();
    foreach (PropertyInfo p in properties) {
        Console.WriteLine($"Type: {p.PropertyType.Name}, Name: {p.Name}");
    }
}

먼저 int에 대한 형식 정보를 뽑아내보자.

int a = 0;
Type type = a.GetType();

PrintInterfaces(type);
PrintFields(type);
PrintMethods(type);
PrintProperties(type);

Int32
----- Interfaces -----
Name: IComparable
Name: IConvertible
Name: ISpanFormattable
Name: IFormattable
Name: IComparable`1
Name: IEquatable`1
Name: IBinaryInteger`1
Name: IBinaryNumber`1
Name: IBitwiseOperators`3
Name: INumber`1
Name: IAdditionOperators`3
Name: IAdditiveIdentity`2
Name: IComparisonOperators`2
Name: IEqualityOperators`2
Name: IDecrementOperators`1
Name: IDivisionOperators`3
Name: IIncrementOperators`1
Name: IModulusOperators`3
Name: IMultiplicativeIdentity`2
Name: IMultiplyOperators`3
Name: ISpanParseable`1
Name: IParseable`1
Name: ISubtractionOperators`3
Name: IUnaryNegationOperators`2
Name: IUnaryPlusOperators`2
Name: IShiftOperators`2
Name: IMinMaxValue`1
Name: ISignedNumber`1
----- Fields -----
Access: Private, Type: Int32, Name: m_value
Access: Public, Type: Int32, Name: MaxValue
Access: Public, Type: Int32, Name: MinValue
----- Methods -----
ReturnType: Int32, Name: CompareTo, Parameter: Object
ReturnType: Int32, Name: CompareTo, Parameter: Int32
ReturnType: Boolean, Name: Equals, Parameter: Object
ReturnType: Boolean, Name: Equals, Parameter: Int32
ReturnType: Int32, Name: GetHashCode, Parameter:
ReturnType: String, Name: ToString, Parameter:
ReturnType: String, Name: ToString, Parameter: String
ReturnType: String, Name: ToString, Parameter: IFormatProvider
ReturnType: String, Name: ToString, Parameter: String, IFormatProvider
ReturnType: Boolean, Name: TryFormat, Parameter: Span`1, Int32&, ReadOnlySpan`1, IFormatProvider
ReturnType: Int32, Name: Parse, Parameter: String
ReturnType: Int32, Name: Parse, Parameter: String, NumberStyles
ReturnType: Int32, Name: Parse, Parameter: String, IFormatProvider
ReturnType: Int32, Name: Parse, Parameter: String, NumberStyles, IFormatProvider
ReturnType: Int32, Name: Parse, Parameter: ReadOnlySpan`1, NumberStyles, IFormatProvider
ReturnType: Boolean, Name: TryParse, Parameter: String, Int32&
ReturnType: Boolean, Name: TryParse, Parameter: ReadOnlySpan`1, Int32&
ReturnType: Boolean, Name: TryParse, Parameter: String, NumberStyles, IFormatProvider, Int32&
ReturnType: Boolean, Name: TryParse, Parameter: ReadOnlySpan`1, NumberStyles, IFormatProvider, Int32&
ReturnType: TypeCode, Name: GetTypeCode, Parameter:
ReturnType: Type, Name: GetType, Parameter:
----- Properties -----

이렇게 Int32에 있는 인터페이스, 필드, 메서드에 대한 정보들이 쭉 나오게 된다.

이번엔 직접 class를 만들어 그 객체에 대한 정보를 뽑아보자

class Inventory
{
    public string? Product { get; set; }
    public int Count { get; set; }
}

Inventory inventory = new Inventory();
Type type2 = inventory.GetType();
Console.WriteLine(type2.Name); // Inventory

PrintInterfaces(type2);
PrintFields(type2);
PrintMethods(type2);
PrintProperties(type2);

Inventory
----- Interfaces -----
----- Fields -----
Access: Private, Type: String, Name: <Product>k__BackingField
Access: Private, Type: Int32, Name: <Count>k__BackingField
----- Methods -----
ReturnType: String, Name: get_Product, Parameter:
ReturnType: Void, Name: set_Product, Parameter: String
ReturnType: Int32, Name: get_Count, Parameter:
ReturnType: Void, Name: set_Count, Parameter: Int32
ReturnType: Type, Name: GetType, Parameter:
ReturnType: String, Name: ToString, Parameter:
ReturnType: Boolean, Name: Equals, Parameter: Object
ReturnType: Int32, Name: GetHashCode, Parameter:
----- Properties -----
Type: String, Name: Product
Type: Int32, Name: Count

이렇게 만든 필드들과 get set 메서드, 그리고 프로퍼티까지 모두 알아낼 수 있다.

 

SetValue()

값을 Get해올 수 있다면, Set할수도 있다.
아까 쓴 GetProperty() 메서드로 프로퍼티를 가져와서 SetValue() 메서드로 값을 설정하면 된다.

PropertyInfo productProperty = typeof(Inventory).GetProperty("Product");
PropertyInfo countProperty = typeof(Inventory).GetProperty("Count");
productProperty.SetValue(inventory, "Example Product");
countProperty.SetValue(inventory, 10);

 

 

 

전체 코드는 Github에 올려놨습니다

Reflection 정보 뽑아내기 전체 코드