[Part 1. C# 프로그래밍] Section 8-8 기타문법 : Reflection(리플렉션) + Attribute

Reflection

리플렉션을 사용하면 X-Ray 찍는 것과 같이 객체의 이름, 모든 멤버, 이벤트 목록 등등 객체의 세세한 정보들까지 객체의 모든!! 정보를 런타임 중에 가져와 분석하고 사용할 수 있다. C++엔 없고 C#에만 있는 기능이다. 그래서 C#을 사용하는 유니티에선 실행 중에도 멤버에 무엇이 있는 지를 체크하고 이에 접근할 수 있는 UI를 열어 주는 등등 C#의 리플렉션 기능을 활용한다. 언리얼은 리플렉션 기능이 없는 C++을 사용하기 때문에 리플렉션을 모방하는 방식으로 리플렉션을 위한 매크로 함수를 멤버나 함수 등등에 붙이고 이 정보를 가지고 파싱하고 따로 기록하여 리플렉션 하는 방식을 취한다고 한다.

 

.NET Reflection은 .NET 객체의 클래스 타입, 메서드, 프로퍼티 등의 메타 정보를 런타임 중에 알아내는 기능을 제공한다. 또한, 이러한 메타 정보를 얻은 후, 직접 메서드를 호출하거나 프로퍼티를 변경하는 등의 작업도 가능하다. 물론 객체에서 메서드를 직접 호출하는 경우가 더 빠르겠지만, 어떤 경우는 런타임 중에 이런 메타 정보를 동적으로 알아낼 필요가 있다. 예를 들어, 테스트 어셈블리에 있는 테스트 클래스들의 Public 메서드를 선별해서 이를 동적으로 호출하는 경우라던가, 특정 클래스 안에 지정된 이름의 멤버가 있는지 판단하는 경우 등등에 .Net Reflection이 활용될 수 있다.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Reflection;

namespace CSharp
{
    class Program
    {
        class Monster
        {
            public int hp;

            protected int attack;
            private float speed;

            void Attack() { }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            Monster monster = new Monster();
            Type type = monster.GetType(); 

            // moster가 참조하는 객체에 대한 정보들을 보고싶어요
            FieldInfo [] fields = type.GetFields(System.Reflection.BindingFlags.Public
                | System.Reflection.BindingFlags.NonPublic
                | System.Reflection.BindingFlags.Static
                | System.Reflection.BindingFlags.Instance);  

            foreach (FieldInfo field in fields)
            {
                string access = "protected";
                if (field.IsPublic)
                    access = "public";
                else if (field.IsPrivate)
                    access = "private";

                Console.WriteLine($"{access} {field.FieldType.Name} {field.Name}");
            }
        }
    }
}

public Int32 hp
protected Int32 attack
private Single speed

 

• 모~든 객체들은 `Object` 클래스를 상속받는다. 그래서 모든 객체들은 위 사진과 같은 `Object`에서 가지고 있는 함수들을 상속 받아 가지고 있다.
  • `Object` 클래스의 `GetType()` 함수
    • => 해당 객체의 정보를 담은 `Type`을 반환한다. 리턴 받은 이 `Type`을 통해 `GetType()`을 호출한 객체의 모든 세세한 정보들을 다 알 수 있다.
      `Monster monster = new Monster();
      Type type = monster.GetType(); `
      
      
  • `Type` 클래스의 `GetFields` 함수
    • 현재 `type`에는 `monster`가 참조하는 객체의 모든 정보가 들어있다.
      • `type`은 객체의 여러가지 정보를 열람할 수 있는 함수와 프로퍼티를 가지고 있다. 멤버 변수(=필드)들의 정보를 배열로 리턴하는 `GetFields()` 함수, 객체의 생성자 목록을 배열로 리턴하는 `GetConstructors()` 함수, 멤버 함수들의 목록을 리턴하는 `GetMethods()` 함수 등등 정말 수~~많은 함수들을 가지고 있다.
      • => `GetFields` 함수는 해당 객체의 멤버 변수(=필드)들을 `FieldInfo` 타입의 배열로 리턴한다. `FieldInfo` 타입은 해당 멤버 변수의 정보를 담은 클래스다. 각각의 원소에는 멤버 변수 + 그의 정보가 각각 들어간다. (C# 문서에서 원소의 순서는 꼭 멤버 변수가 선언된 순서와 일치하는 것은 아니라고 함.)
        • `GetFields()` => 매개 변수가 없다면 자동으로 모든 `public` 멤버 변수 (= 필드)들의 정보(`FieldInfo` 타입 객체)를 `FieldInfo` 타입의 배열에 담아 리턴한다.
        • `GetFields(BindingFlags 매개변수들)` => 제약된 조건으로 검색한다. 매개 변수들은 `BindingFlags`으로 비트 플래그로 추정된다. `|` 혹은 `&` 비트 연산자들을 통해 검색할 조건들을 종합적인 플래그로서 전달할 수 있다.
          • 아래의 코드 같은 경우, `Public` 이거나 `NonPublic`이거나 `Static` 이거나 `Instance` (메모리를 차지하는 인스턴스 멤버)인 조건에 해당하는 멤버 변수들의 정보(`FieldInfo`)를 `fields` 배열에 담는다.
          • `BindingFlags` 종류는 공식 문서에서 확인가능하다
            `// 필드들의 정보를 빼보자.
             var fields = type.GetFields(System.Reflection.BindingFlags.Public 
                    | System.Reflection.BindingFlags.NonPublic
                    | System.Reflection.BindingFlags.Static
                    | System.Reflection.BindingFlags.Instance);`
  • `FieldInfo` 타입의 객체 또한 해당 멤버 변수의 정보를 열람할 수 있는 여러 함수와 프로퍼티들을 가지고 있다.
    • `IsPublic` : 해당 멤버 변수가 `public`이면 True
    • `IsPrivate` : 해당 멤버 변수가 `private`이면 True
    • `field.FieldType.Name` : 해당 멤버 변수의 자료형 이름
    • `field.Name` : 해당 멤버 변수의 이름

      foreach (FieldInfo field in fields)
      {
          string access = "protected";
          if (field.IsPublic)
              access = "public";
          else if (field.IsPrivate)
              access = "private";
    
          Console.WriteLine($"{access} {field.FieldType.Name} {field.Name}");
      }

 

 

GetType() 과 typeof 의 차이

Monster monster = new Monster();
Type type = monster.GetType(); 

typeof(Monster);
enum Temp {}
typeof(Temp);
typeof(int);

• `GetType()`
  • 런타임 시점. Object를 상속받는 객체 인스턴스의 `Type`을 알려준다.
• `typeof`
  • 컴파일 시점. 클래스 자체의 `Type`을 알려준다.

Attribute

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Reflection; /// 

namespace CSharp
{
    class Program
    {
        class Important : System.Attribute
        {
            string message;

            public Important(string message) { this.message = message; }
        }

        class Monster
        {
            [Important("Very Important")] 
            public int hp;

            protected int attack;
            private float speed;

            void Attack() { }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            Monster monster = new Monster();
            Type type = monster.GetType(); 
            FieldInfo [] fields = type.GetFields();  
            
            var attributes = fields[0].GetCustomAttributes(); // "Very Important"
        }
    }
}

`Attribute` => 특정 멤버나 클래스나 함수 등등에 추가적인 메타 데이터를 붙여 줌. 어떤 Attributes 를 클래스나 멤버 혹은 함수 등등에 적용하려면 적용하려는 대상의 바로 윗줄에 `[Attribute 이름]`을 써주면 된다.

 

주석은 개발자가 참고하기 위해 사용하는 것이며 런타임 때는 전혀 고려되지 않는다. 이와 달리 Attribute는 컴퓨터가 런타임에 참고하기 위해 사용되는 주석과 같은 존재이며 컴퓨터가 런타임 중에도 Attribute가 붙은 대상을 체크하여 그에 관한 작업을 한다. 

유니티에서 주로 사용하는 Attribute 로는 `[SerializedField]`가 있는데, 이 Attribute를 위에 서 준 멤버 변수는 `private`이더라도 유니티에서 UI를 열어주는 멤버 변수라고 유니티에게 추가 정보를 주는 것과 같다. 특정 메인 컴퓨터에게 하나 이상의 추가적인 메타 데이터(Attribute)를 알려주는 식이다.

사용자 지정 Attribute

        class Important : System.Attribute
        {
            string message;

            public Important(string message) { this.message = message; }
        }

사용자 지정 Attribute 를 만들려면 `System.Attribute`을 상속받는 클래스를 만들면 된다. `Important`라는 이름의 Attribute를 만들었다.

        [Important("Very Important")] 
        public int hp;

`hp`멤버 변수에 `Important` Attribute를 붙여주었다. 즉 `hp`에 추가적인 데이터를 덧붙여 주었고 이를 컴퓨터가 런타임에 알 수 있다!!

`hp`멤버 변수는 "Very Important"라는 문자열이 담긴 `message`를 추가적으로 담고있다.

            Monster monster = new Monster();
            Type type = monster.GetType(); 
            FieldInfo [] fields = type.GetFields();  

            var attributes = fields[0].GetCustomAttributes();

 

Reflection (리플렉션)

개념적으로 유용하고 중요하다

X-Ray를 찍는 것이다.

 

예시)

reflection 이란 것을 사용하면

class가 가지고 있는 정보들을 런타임 (프로그램이 실행되는 도중에) 다 뜯어보고 분석을 할 수 있다.

 

정보를 런타입에 긁어볼 수 있다 => 그냥 클래스에 x-ray를 찍는거다.

 

reflection 과 세트로 attribute에 대해서도 알아보자.

주석은 컴파일 할 때 사라진다. => 우리가 런타임에서 긁어볼 때 확인 못함.

attribute를 사용하면 런타임에서도 참고할 수 있는 힌트를 남길 수 있다.

 

attribute는 그냥 컴퓨터가 런타임에 체크할 수 있는 주석이다.

 

x-ray를 찍어서 동적으로 구현을 할 때,

특히나 유니티 같은 툴을 만들 때 특히나 유용한 문법이다!!

 

using System.Data;
using System.Reflection;

namespace CSharp5
{
    internal class Program
    {
        class Important : System.Attribute 
        {
            string message;

            public Important(string message) { this.message = message; }
        }
        class Monster
        {
            [Important("Very Important")]
            public int hp;
            protected int attack;
            private float speed;

            void Attack()
            {

            }
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            // Reflection : X-Ray
            Monster monster = new Monster();
            Type type = monster.GetType(); // C# 에서 우리가 만드는 모든 객체는 Object 를 최상위 부모로 가지고 있음.

            // 필드들의 정보를 빼보자.
            var fields = type.GetFields(System.Reflection.BindingFlags.Public 
                | System.Reflection.BindingFlags.NonPublic
                | System.Reflection.BindingFlags.Static
                | System.Reflection.BindingFlags.Instance);

            foreach (FieldInfo field in fields)
            {
                string access = "protected";
                if (field.IsPublic)
                    access = "public";
                else if (field.IsPrivate)
                    access = "private";

                var attributes = field.GetCustomAttributes();

                Console.WriteLine($"{access} {field.FieldType.Name} {field.Name}");
            }
        }
    }
}