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Annotation(어노테이션) 이란?

Java에서 Annotation(어노테이션) 이란?

  • JEE5(Java Platform, Enterprise Edition 5)부터 새롭게 추가된 요소이다.
  • 본래 주석이란 뜻으로, 인터페이스를 기반으로 한 문법이다.
  • 주석과는 그 역할이 다르지만 주석처럼 코드에 달아 클래스에 특별한 의미를 부여하거나 기능을 주입할 수 있다.
  • 이 어노테이션으로 인해 데이터의 유효성 검사 등을 쉽게 알 수 있고, 이와 관련한 코드가 깔끔해지게 된다.
  • 일단 어노테이션의 용도는 다양한 목적이 있지만 메타 데이터의 비중이 가장 크다 할 수 있다.
  • 메타-테이터(Meta-Data) : 데이터를 위한 데이터를 의미하며, 풀어 이야기하면 한 데이터에 대한 설명을 의미하는 데이터. (자신의 정보를 담고 있는 데이터)

Annotation의 종류

  • 어노테이션은 크게 세가지 종류가 존재한다.
    1. Java Built-in Annotation, 2. Meta Annotation, 3. Custom Annotation

1. Java Built-in Annotation

  1. @Override
  • 선언한 메서드가 오버라이드 되었다는 것을 나타냅니다.
  • 만약 상위(부모) 클래스(또는 인터페이스)에서 해당 메서드를 찾을 수 없다면 컴파일 에러를 발생 시킵니다.
  1. @Deprecated
  • 차후 버전에 지원되지 않을 수 있기 때문에 더 이상 사용되지 말아야 할 메소드를 나타낸다.
  • 만약 사용할 경우 컴파일 경고를 발생 키십니다.
  1. @SuppressWarnings
  • 선언한 곳의 컴파일 경고를 무시하도록 합니다.
  1. @SafeVarargs
  • Java7 부터 지원하며, 제너릭 같은 가변인자의 매개변수를 사용할 때의 경고를 무시합니다.
  1. @FunctionalInterface
  • Java8 부터 지원하며, 함수형 인터페이스를 지정하는 어노테이션입니다.
  • 만약 메서드가 존재하지 않거나, 1개 이상의 메서드(default 메서드 제외)가 존재할 경우 컴파일 오류를 발생 시킵니다.

2. Meta Annotation

먼저 어노테이션의 구조를 보기 위해서 아래의 코드를 참고해 봅니다. (예를 위해 작성된 커스텀 어노테이션입니다.)

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface CustomAnnotation {
	boolean isCheck() default true;
}

먼저 1번, 2번째 줄의 어노테이션 선언에 쓰인 어노테이션은 메타 어노테이션(Meta Annotation)이라 하며 이를 이용해 커스텀 어노테이션을 작성할 수 있게 됩니다.

  1. @Retention
  • 자바 컴파일러가 어노테이션을 다루는 방법을 기술하며, 특정 시점까지 영향을 미치는지를 결정합니다.
  • 종류는 다음과 같습니다.
    • RetentionPolicy.SOURCE : 컴파일 전까지만 유효. (컴파일 이후에는 사라짐)
    • RetentionPolicy.CLASS : 컴파일러가 클래스를 참조할 때까지 유효.
    • RetentionPolicy.RUNTIME : 컴파일 이후에도 JVM에 의해 계속 참조가 가능. (리플렉션 사용)
  1. @Target
  • 어노테이션이 적용할 위치를 선택합니다.
  • 종류는 다음과 같습니다.
    • ElementType.PACKAGE : 패키지 선언
    • Eleme ntType.TYPE : 타입 선언
    • ElementType.ANNOTATION_TYPE : 어노테이션 타입 선언
    • ElementType.CONSTRUCTOR : 생성자 선언
    • ElementType.FIELD : 멤버 변수 선언
    • ElementType.LOCAL_VARIABLE : 지역 변수 선언
    • ElementType.METHOD : 메서드 선언
    • ElementType.PARAMETER : 전달인자 선언
    • ElementType.TYPE_PARAMETER : 전달인자 타입 선언
    • ElementType.TYPE_USE : 타입 선언
  1. @Documented
  • 해당 어노테이션을 Javadoc에 포함시킵니다.
  1. @Inherited
  • 어노테이션의 상속을 가능하게 합니다.
  1. @Repeatable
  • Java8 부터 지원하며, 연속적으로 어노테이션을 선언할 수 있게 해줍니다.

어노테이션은 기본적으로 인터페이스 형태를 취하고 있으며, 단지 interface 앞에 @ 표시를 해줍니다. 어노테이션의 필드에서는 enum, String이나 기본 자료형, 기본 자료형의 배열을 사용할 수 있습니다.

3. Custom Annotation

직접 커스텀 어노테이션을 작성하는 방법에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

두 가지의 예제를 통해 알아보도록 하겠습니다.

1. 정수 값 주입 예제

처음 주제는 어노테이션을 선언한 정수형 변수에 값을 넣는 예제를 진행해보겠습니다.

간단한 예제 이므로 주석은 달지 않거나 간단한 설명으로 대체하겠습니다.

1) 어노테이션 인터페이스 작성

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface InsertIntData {
    int data() default 0;
}

인터페이스를 만들어주는데 앞에 @ 표시를 붙이면 됩니다. 1번과 2번에 대한 설명은 Meta Annotation에서 정리하였습니다. 일단 멤버 변수에 data라는 주입을 받을 값을 만들어 줍니다.

2) 어노테이션을 사용할 예제 클래스 작성

public class AnnotationExam01 {
    @InsertIntData(data = 30)
    private int myAge;

    @InsertIntData
    private int defaultAge;

    public AnnotationExam01() {
        this.myAge = -1;
        this.defaultAge = -1;
    }

    public int getMyAge() {
        return myAge;
    }

    public int getDefaultAge() {
        return defaultAge;
    }
}
}

변수는 다음과 같이 myAge와 defaultAge 두 가지인데 myAge에 어노테이션에서는 30으로 값을 주입합니다. 하지만 defaultAge 에서는 값이 없는데 이 경우 어노테이션에서 정한 기본 값인 0으로 값이 주입이 됩니다. 생성자의 경우 값이 없을 경우 -1을 기본으로 저장합니다.

다음은 두 번째 예제인 문자열 값 주입을 보도록 하겠습니다. 두 번째 예제에서는 수행 클래스 및 실행 클래스까지 알아보겠습니다.

2. 문자열 값 주입 예제

두 번째 주제는 어노테이션을 선언한 정수형 변수에 값을 넣는 예제를 진행해보겠습니다.

간단한 예제 이므로 주석은 달지 않거나 간단한 설명으로 대체하겠습니다.

1) 어노테이션 인터페이스 작성

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface InsertStringData {
    String data() default "default";
}

위의 1-1와 비슷합니다. 기본 값으로는 default 문자열을 가집니다.

2) 어노테이션을 사용할 예제 클래스 작성

public class AnnotationExam02 {

    @InsertStringData(data = "MHLab")
    private String myData;

    @InsertStringData
    private String defaultData;

    public AnnotationExam02() {
        myData = "No data";
        defaultData = "No data";
    }

    public String getMyData() {
        return myData;
    }

    public String getDefaultData() {
        return defaultData;
    }
}

변수는 다음과 같이 myData와 defaultData 두 가지인데 myData에 어노테이션에서는 “MHLab”으로 값을 주입합니다. 하지만 defaultData 에서는 값이 없는데 이 경우 어노테이션에서 정한 기본 값인 “default”로 값이 주입이 됩니다. 생성자의 경우 값이 없을 경우 “No data” 문자열을 기본으로 저장합니다.

3) 어노테이션을 수행하는 클래스 작성

public class AnnotationHandler {
    private <T> T checkAnnotation(T targetObj, Class annotationObj) {
        Field[] fields = targetObj.getClass().getDeclaredFields();
        for (Field f : fields) {
            if(annotationObj == InsertIntData.class) {
                return checkAnnotation4InsertInt(targetObj, f);
            }
            else if(annotationObj == InsertStringData.class) {
                return checkAnnotation4InsertString(targetObj, f);
            }
        }
        return targetObj;
    }

    private <T> T checkAnnotation4InsertInt(T targetObj, Field field) {
        InsertIntData annotation = field.getAnnotation(InsertIntData.class);
        if(annotation != null && field.getType() == int.class) {
            field.setAccessible(true);
            try {  field.set(targetObj, annotation.data()); }
            catch (IllegalAccessException e) { System.out.println(e.getMessage()); }
        }
        return targetObj;
    }
   
    private <T> T checkAnnotation4InsertString(T targetObj, Field field) {
        InsertStringData annotation = field.getAnnotation(InsertStringData.class);
        if(annotation != null && field.getType() == String.class) {
            field.setAccessible(true);
            try { field.set(targetObj, annotation.data()); }
            catch (IllegalAccessException e) { System.out.println(e.getMessage()); }
        }
        return targetObj;
    }
   
    public <T> Optional<T> getInstance(Class targetClass, Class annotationClass) {
        Optional optional = Optional.empty();
        Object object;
        try {
            object = targetClass.newInstance();
            object = checkAnnotation(object, annotationClass);
            optional = Optional.of(object);
        }catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) { System.out.println(e.getMessage()); }
        return optional;
    }
}

약간 코드가 복잡한데 하나씩 설명드리겠습니다. (코드 리펙토링이 필요하지만 예제를 위한 코드이기에 그냥 진행하겠습니다.)

  • getInstance 메서드 이 메서드는 두 가지의 전달인자를 받습니다. 첫 번째는 어노테이션이 적용되어 있는 2번에서 작성한 클래스, 두 번째는 체크할 어노테이션 클래스입니다. 반환 값은 Optional을 사용하여 반환하게 됩니다. 먼저 타겟 클래스의 인스턴스를 생성하고, checkAnnotation 메서드를 호출합니다. 여기서 전달인자에 어노테이션 클래스를 넣은 것은 향후 확장성을 고려 하였는데, 이 부분은 기호에 알맞게 메서드를 나눠서 구현을 해도 무방합니다.

  • checkAnnotation 메서드 이 메서드는 앞선 getInstance 메서드의 전달인자를 그대로 받습니다. fields 변수는 타겟 객체에 선언된 것들을 모두 가져옵니다. (Field는 리플렉션과 관련되어 있고, 이는 다음 포스팅에서 다루겠습니다.) 그 다음 전달인자 annotationObj 값에 따라 분기를 나눠 메서드를 호출하게 됩니다.

  • checkAnnotation4InsertInt 메서드 (checkAnnotation4InsertString 메서드도 동작이 비슷하게 여기 설명으로 대체합니다.) 해당 메서드는 한 라인씩 간략하게 짚고 넘어가겠습니다

    • InsertIntData annotation = field.getAnnotation(InsertIntData.class); 이 부분은 전달인자로 받은 Field에서 선언된 어노테이션을 가져옵니다.

    • if(annotation != null && field.getType() == int.class) 이 부분은 어노테이션이 null이 아니거나 선언된 변수의 타입이 int형일 경우에만 수행을 하게 됩니다.

    • field.setAccessible(true); 일반적으로 private로 선언된 변수(필드)의 경우 접근이 불가능하지만, 리플렉트를 통한 접근에 한하여 가능하게끔 해준다.

    • try { field.set(targetObj, annotation.data()); } 해당 변수의 값을 어노테이션의 값으로 치환하게 됩니다.

위와 같은 작업을 거치고 난 후 전달인자로 넘어온 어노테이션이 선언된 클래스 객체를 반환하게 됩니다.

4) 실행 클래스 작성 아래는 위의 두 가지 예제의 실행코드를 작성하였습니다.

public static void main(String[] args) {
        AnnotationHandler handler = new AnnotationHandler();
        AnnotationExam01 exam01 = handler.getInstance(AnnotationExam01.class, InsertIntData.class)
                .map(o -> (AnnotationExam01)o)
                .orElse(new AnnotationExam01());

        AnnotationExam02 exam02 = handler.getInstance(AnnotationExam02.class, InsertStringData.class)
                .map(o -> (AnnotationExam02)o)
                .orElse(new AnnotationExam02());
    
        System.out.println("myAge = " + exam01.getMyAge());
        System.out.println("defaultAge = " + exam01.getDefaultAge());
    
        System.out.println("myData = " + exam02.getMyData());
        System.out.println("defaultData = " + exam02.getDefaultData());
    }

실행결과는 다음과 같이 출력됩니다.

myAge = 30
defaultAge = -1
myData = MHLab
defaultData = No data
Process finished with exit code 0

참고