20250207/reflection api - 김대현 기술블로그 제출

기술블로그/_posts/2025-02-07-Reflection-API.md

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+title: "JPA 엔티티 설계에서 기본 생성자가 필요한 이유 : Reflection API와 접근제어자의 역할"
+author: "김대현"
+categories: "기술블로그"
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+  image: "2025/jpa.png"
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+  tags: ["JAVA", "JPA", "ORM", "Reflection", "Hibernate", "Proxy", "LazyLoading"]
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+`Entity`설계 시 멘토님으로부터 "현업에서는 `Entity`에`Setter`나 `AllArgsConstructor`를 사용하지 않고 기본생성자(`NoArgsConstructor`)만 작성 후 정적 팩토리 메서드를 사용해 `Entity`객체를 생성한다"라는 피드백을 받았습니다.
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+그래서 "팩토리 메서드 내에 기본 생성자를 사용하도록 구현할 테니 기본 생성자를 객체 외부에서 사용하지 못하도록 해야겠지?" 라는 생각으로(~~뇌를 비우고~~) accessLevel을 **Private**로 설정했는데 `InstantiationException`이 발생했습니다.
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+`Reflection API`와 JPA의 `Entity`관리에 대한 이해 부족으로 생긴 문제였고 정확히 이해하기 위해 학습을 진행했습니다.
+
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+# 1. Reflection API
+## 1-1. Reflection API?
+JAVA의 `Reflection API`는 런타임에 클래스의 정보를 탐색하고 필드, 메서드, 생성자 등에 접근할 수 있는 기능을 제공합니다.
+컴파일 시점에 클래스의 구체적인 내용을 알지 못해도 런타임 시점에 클래스의 구조를 파악하고 해당 클래스의 객체를 생성하거나 메서드를 호출할 수 있습니다.
+
+#### ⚙️ 이게 어떻게 가능한가?
+> 
+자바로 작성된 프로그램은 먼저 **Java 컴파일러(javac)**에 의해 `.java` 소스 코드가 **바이트코드(`.class` 파일)**로 변환됩니다. 프로그램이 실행될 때, **JVM**은 이 `.class` 파일을 읽고, **클래스 로더(ClassLoader)**를 통해 메모리에 로드합니다. 이때 클래스의 메타데이터(필드, 메서드, 생성자 정보 등)가 **JVM의 메소드 영역(Method Area)**에 저장됩니다.(Java 8 이전엔 Method 영역이 맞으나 Java 8 부터는 **Metaspace**에 저장됨. Heap 메모리가 아닌 Native 메모리를 사용함.)
+>
+`Reflection API`는 이 메소드 영역에 저장된 클래스의 메타데이터에 접근하여, 런타임 시점에 클래스의 구조를 탐색하거나 객체를 생성할 수 있습니다.(**동적으로 접근/변경이 가능하다는 뜻**) 이를 통해 클래스 이름만으로도 필드, 메서드, 생성자와 같은 대부분의 정보를 가져올 수 있게됩니다.
+
+Spring에서는 DI, Proxy등에서 사용됩니다.
+위와 같은 아주 강력한 기능들을 제공하며 이러한 장점들로 보통 프레임워크, 라이브러리 개발에서 사용합니다.
+
+## 1-2. 그럼 AccessLevel.PRIVATE이 문제될게 없지 않나??
+#### ❌ 자바의 보안 모델로 인해 접근이 불가능하다.
+>
+위에서 서술했듯 `Reflection API`는 런타임에 클래스의 정보를 탐색하고 접근하는 기능을 제공합니다.
+하지만 Java는 기본적으로 **캡슐화(encapsulation)**를 지원하기 때문에, **클래스의 private 멤버는 Reflection으로도 바로 접근할 수 없도록 제한**되어 있습니다.
+
+```Java
+Class<?> clazz = User.class;
+
+// private 생성자를 가져옴
+Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
+System.out.println(constructor); // 정상적으로 출력됨
+```
+이처럼 클래스의 private 생성자나 필드 정보는 가져올 수 있다.
+
+```Java
+Constructor<User> constructor = User.class.getDeclaredConstructor();
+constructor.newInstance(); // IllegalAccessException
+```
+하지만 이를 **호출하거나 값을 수정**하려고 할 때는 접근제한(Access Control)이 적용됩니다.
+
+## 1-3. JPA와 Reflection API
+`Reflection API`는 JPA에서 객체 생성, 필드 값 매핑, Lazy Loading, 콜백 메서드 호출 등 다양한 작업에 사용됩니다. 이를 통해 Setter 메서드 없이도 private 필드에 직접 접근하거나, Proxy 객체를 생성할 수 있습니다.
+
+#### 1) 엔티티 클래스 접근
+JPA는 엔티티 클래스의 필드, 메서드, 생성자, 어노테이션 정보를 동적으로 탐색하여 엔티티 클래스를 분석한다.
+```Java
+Class<?> clazz = Class.forName("com.example.User");
+```
+
+#### 2) 객체 생성
+`Reflection ApI`는 **기본 생성자**를 사용해 엔티티 객체를 생성합니다.
+JPA도 `Reflection API`를 활용하여 엔티티 객체를 생성하므로 **엔티티 클래스에는 반드시 기본 생성자가 필요합니다.**
+```Java
+Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
+constructor.setAccessible(true); // private 생성자에도 접근 가능
+Object entity = constructor.newInstance();
+```
+
+#### 3) 필드 값 설정
+객체 생성 후 DB의 값과 엔티티 객체를 매핑하기 위해 `Refection API`를 사용합니다.
+```Java
+Field field = clazz.getDeclaredField("name"); //클래스명으로 정보 가져오기
+field.setAccessible(true); // private 필드에도 접근 허용
+field.set(entity, "bik_kyun");
+```
+이 과정에서 `Setter` 메서드를 호출하지 않고 필드에 직접 값이 설정됩니다.
+
+#### 4) 메서드 호출
+JPA는 특정 상황에서 엔티티 클래스의 메서드를 호출하기 위해 `Reflection API`를 사용합니다.
+ex) 콜백 메서드(`@PrePersist`, `@PostLoad`)
+```Java
+Method prePersistMethod = clazz.getDeclaredMethod("prePersist");
+prePersistMethod.setAccessible(true);
+prePersistMethod.invoke(entity);
+```
+
+#### 5) Lazy Loading과 Proxy 객체
+>**(Hibernate)Proxy 객체** : 실제 엔티티 클래스를 **상속**받은 객체.
+
+JPA는 `Lazy Loading`을 구현하기 위해 Proxy 객체를 동적으로 생성합니다.
+이때 `Reflection API`를 사용하여 Proxy 객체를 생성하며, 즉시 초기화하지 않고 DB에도 접근하지 않습니다.
+실제 데이터가 필요한 시점(호출 시점)이 되면 Proxy 객체는 해당 호출을 가로채 DB 쿼리를 실행하며 필요한 데이터를 로드합니다.
+로드가 완료되면 Proxy 객체는 실제 엔티티의 데이터로 초기화된 상태가 됩니다.(**호출 시점 전까지는 Proxy 객체로 유지된다.**)
+```Java
+//Hibernate 내부
+User proxyUser = (User) Proxy.newProxyInstance(
+    User.class.getClassLoader(),
+    new Class[]{User.class},
+    (proxy, method, args) -> {
+        System.out.println("프록시 메서드 호출: " + method.getName());
+        return null; // 실제 데이터는 Lazy 로딩 시 가져옴
+    }
+);
+```
+
+# 2. 결론
+>`@NoArgsConstructor(access = AccessLevel.PROTECTED)`
+
+1. JPA는 `Reflection API`를 이용해 엔티티 객체를 생성하고 데이터베이스 값을 매핑합니다. 이 과정에서 **기본 생성자가 필수적**입니다.
+
+2. Lazy Loading시 생성되는 Proxy 객체는 엔티티(부모클래스)의 자식클래스이며, **이를 생성할 때 기본 생성자가 호출됩니다**.
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+3. 기본 생성자가 `private`으로 선언되어 있으면 해당 엔티티를 상속한 Proxy 객체를 만들 수 없게됩니다.
+또한, 상속받은 클래스에서 부모 객체의 생성자(`super()`)를 호출할 수 없습니다.
+>✅ **참고** - 부모클래스와 자식클래스의 생성자 호출
+부모 클래스로부터 상속받은 메소드 및 필드는 부모 클래스에 정의된 것이고 부모 클래스의 것이다. 
+따라서 부모 클래스의 생성자가 호출되어야 자식 클래스에서 사용이 가능하다.
+>
+부모 클래스의 생성자(`super()`)는 자식 클래스의 생성자로 인스턴스를 생성할 때 자동으로 호출된다.
+순서 : 부모클래스 호출 -> 자식클래스 생성자 호출
+
+4. 따라서, 기본 생성자는 JPA 엔티티가 동작하는 데 있어 반드시 필요하며, **실제 엔티티(부모클래스)** 또한 `public` 또는 `protected`인 기본 생성자가 존재해야 **Proxy 객체(자식클래스)** 도 기본 생성자를 사용할 수 있기 때문에 실제 엔티티에도 **기본 생성자가 필요**한 것입니다.
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+5. `public`은 객체 외부에서 기본 생성자 접근이 가능하게 되므로 `public`과 `private`의 타협점인 `protected`를 사용하여 **불필요한 객체 생성을 막습니다.**
+
+>✅ **참고**
+IntelliJ를 사용하면 `public`이나 `protected`로 선언된 기본 생성자가 없는 클래스에 `Class 'XXX' should have [public, protected] no-args constructor`라는 경고를 볼 수 있지만, 기본 생성자의 접근 제어자에 관련된 예외는 런타임 예외이기 때문에 즉시 로딩을 사용하거나 프록시를 사용할 일이 없다면 관련 예외가 발생하지 않는다.