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아이템 39 : 명명 패턴보다 애너테이션을 사용하라

아이템 39 : 명명 패턴보다 애너테이션을 사용하라

💡
도구나 프레임워크가 특별히 다뤄야 할 프로그램 요소에 전통적으로는 딱 구분되는 명명 패턴을 적용해왔다. 이번 아이템에서는 애너테이션의 동작 방식을 보여주고자 직접 제작한 작은 테스트 프레임워크를 사용한다. 이 테스트 프레임워크는 아주 간단하지만 애너테이션이 명명 패턴보다 낫다는 점을 확실히 보여준다. 여러분이 다른 프로그래머가 소스코드에 추가 정보를 제공할 수 있는 도구를 만드는 일을 한다면 적당한 애너테이션 타입도 함께 정의해 제공하자. 애너테이션으로 할 수 있는 일을 명명 패턴으로 처리할 이유는 없다.
명명 패턴애너테이션마커 애너테이션 메타 애너테이션해당 애너테이션을 활용하는 프로그램 예시매개변수를 받는 애너테이션 해당 애너테이션을 활용하는 프로그램 예시배열 매개변수를 받는 애너테이션여러 개 값을 받는 애너테이션의 다른 방식 : @Repetable 메타애너테이션

명명 패턴

  • 테스트 프레임워크인 Junit 버전 3까지 테스트 메서드 이름을 test로 시작하게끔 했음
  • 단점
    • 오타가 나면 Junit 3은 이 메서드를 무시하고 지나치기 때문에 개발자는 이 테스트가 (실패하지 않았으니) 통과했다고 오해할 수 있음
    • 올바른 프로그램 요소(메서드, 클래스 등)에서만 사용되리라 보증할 방법이 없음
      • 예를 들어, 메서드가 아닌 클래스 이름을 TestSafetyMechanisms 로 지어 Junit에 주면, Junit은 아무 동작을 수행하지 않음
    • 프로그램 요소를 매개변수로 전달할 마땅한 방법이 없음
      • 예 : 특정 Exception이 발생하는 상황을 테스트 하기 위해 그 Exception을 매개변수로 넘겨주어야 할 때
  • 애너테이션이 이 모든 문제를 해결해주는 멋진 개념으로 Junit 4 부터 도입되었음
 

애너테이션

마커 애너테이션

  • @Retention과 @Target 처럼 애너테이션 선언에 다는 애너테이션을 메타애너테이션 이라 함
  • 주석에 “매개변수 없는 정적 메서드 전용" 이라는 제약을 강제하기 위해서는 annotationProcessor를 직접 구현해야 함 ( javax.annotation.processing API 문서를 참고해보라 함)
  • “아무 매개변수 없이 단순히 대상에 마킹한다” ⇒ 마커 애너테이션
    • Test 이름(애너테이션 이름)에 오타를 내거나 메서드 선언 외의 프로그램 요소에 달면 컴파일 오류를 내줌

메타 애너테이션

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  • @Test 가 런타임에도 유지되어야 한다는 표시임
  • 이 메타애너테이션을 생략하면 테스트 도구는 @Test를 인식할 수 없음
@Target(ElementType.METHOD)
  • 해당 메타애너테이션은 @Test가 반드시 메서드 선언에서만 사용돼야 한다고 알려줌
  • 클래스 선언, 필드 선언 등에 대해서는 해당 애너테이션 달 수 없음

해당 애너테이션을 활용하는 프로그램 예시

  • @Test 애너테이션은 해당하는 메서드의 의미에 직접적인 영향을 주지는 않고, 해당 애너테이션에 관심 있는 프로그램에게 추가 정보를 제공할 뿐임 ↔  대상 코드의 의미는 그대로 둔 채 그 애너테이션에 관심 있는 도구에서 특별한 처리를 할 기회를 줌

매개변수를 받는 애너테이션

  • 매개변수 타입이 Class<? extends Throwable>
    • Throwable을 확장한 클래스의 Class 객체. 모든 예외(와 오류) 타입을 다 수용함
    • 한정적 타입 토큰의 활용 사례

해당 애너테이션을 활용하는 프로그램 예시

배열 매개변수를 받는 애너테이션

여러 개 값을 받는 애너테이션의 다른 방식 : @Repetable 메타애너테이션

주의점
  1. @Repetable을 단 애너테이션을 반환하는 ‘컨테이너 애너테이션'을 하나 더 정의하고 @Repetable에 이 컨테이너 애너테이션의 class 객체를 매개변수로 전달해야 함
  1. 컨테이너 애너테이션은 내부 애너테이션 타입의 배열을 반환하는 value 메서드를 정의해야 함
  1. 컨테이너 애너테이션 타입에는 적절한 보존 정책(@Retention)과 적용 대상(@Target)을 명시해야 함
 
반복 가능 애너테이션 처리 시 주의점
  • 반복 가능 애너테이션을 여러 개 달면 하나만 달았을 때와 구분하기 위해 해당 ‘컨테이너' 애너테이션 타입이 적용됨
    • 하나만 달면 ExceptionTest 애너테이션으로 정의됨
    • 여러개 달면 ExceptionTestContainer 애너테이션으로 정의됨
  • getAnnotationsByType 메서드로는 이 둘을 구분하지 않아서 반복 가능 애너테이션(ExceptionTest)과 그 컨테이너 애너테이션(ExceptionTestContainer) 둘다 가져옴
  • isAnnotationPresent 메서드는 둘을 명확히 구분함
    • 그래서 둘다 검사하려면 이렇게 체크
  • 이렇게 처리 코드가 복잡해져서 오류가 날 가능성이 커짐
package effectivejava.chapter6.item39.markerannotation;
import java.lang.annotation.*;

// 코드 39-1 마커(marker) 애너테이션 타입 선언 (238쪽)
import java.lang.annotation.*;

/**
 * 테스트 메서드임을 선언하는 애너테이션이다.
 * 매개변수 없는 정적 메서드 전용이다. -- 애너테이션에 이것을 강제하는 내용은 전혀 없음. 활용 예시에서
 * m.invoke(null)로 호출하면서 정적 메서드가 아니면 에러가 발생하도록 활용함
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Test {
}
package effectivejava.chapter6.item39.markerannotation;

public class Sample {
    @Test
    public static void m1() { }        // 성공해야 한다.
    public static void m2() { }
    @Test public static void m3() {    // 실패해야 한다.
        throw new RuntimeException("실패");
    }
    public static void m4() { }  // 테스트가 아니다.
    @Test public void m5() { }   // 잘못 사용한 예: 정적 메서드가 아니다.
    public static void m6() { }
    @Test public static void m7() {    // 실패해야 한다.
        throw new RuntimeException("실패");
    }
    public static void m8() { }
}
코드 39-2 마커 애너테이션을 사용한 프로그램 예 (239쪽)
package effectivejava.chapter6.item39.markerannotation;


import java.lang.reflect.*;

public class RunTests {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int tests = 0;
        int passed = 0;
        Class<?> testClass = Class.forName(args[0]);
        for (Method m : testClass.getDeclaredMethods()) {
            if (m.isAnnotationPresent(Test.class)) {
                tests++;
                try {
                    m.invoke(null);
                    passed++;
                } catch (InvocationTargetException wrappedExc) {
                    Throwable exc = wrappedExc.getCause();
                    System.out.println(m + " 실패: " + exc);
                } catch (Exception exc) {
                    System.out.println("잘못 사용한 @Test: " + m);
                }
            }
        }
        System.out.printf("성공: %d, 실패: %d%n",
                passed, tests - passed);
    }
}
코드 39-3 마커 애너테이션을 처리하는 프로그램 (239-240쪽)
package effectivejava.chapter6.item39.annotationwithparameter;

// 코드 39-4 매개변수 하나를 받는 애너테이션 타입 (240-241쪽)
import java.lang.annotation.*;

/**
 * 명시한 예외를 던져야만 성공하는 테스트 메서드용 애너테이션
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface ExceptionTest {
    Class<? extends Throwable> value();
}
package effectivejava.chapter6.item39.annotationwithparameter;
import effectivejava.chapter6.item39.annotationwithparameter.ExceptionTest;

import java.util.*;

public class Sample2 {
    @ExceptionTest(ArithmeticException.class)
    public static void m1() {  // 성공해야 한다.
        int i = 0;
        i = i / i;
    }
    @ExceptionTest(ArithmeticException.class)
    public static void m2() {  // 실패해야 한다. (다른 예외 발생)
        int[] a = new int[0];
        int i = a[1];
    }
    @ExceptionTest(ArithmeticException.class)
    public static void m3() { }  // 실패해야 한다. (예외가 발생하지 않음)
}
코드 39-5 매개변수 하나짜리 애너테이션을 사용한 프로그램 (241쪽)
package effectivejava.chapter6.item39.annotationwithparameter;

import effectivejava.chapter6.item39.markerannotation.Test;
import java.lang.reflect.*;

// 
public class RunTests {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int tests = 0;
        int passed = 0;
        Class<?> testClass = Class.forName(args[0]);
        for (Method m : testClass.getDeclaredMethods()) {
            if (m.isAnnotationPresent(ExceptionTest.class)) {
                tests++;
                try {
                    m.invoke(null);
                    System.out.printf("테스트 %s 실패: 예외를 던지지 않음%n", m);
                } catch (InvocationTargetException wrappedEx) {
                    Throwable exc = wrappedEx.getCause();
                    Class<? extends Throwable> excType =
                            m.getAnnotation(ExceptionTest.class).value();
                    if (excType.isInstance(exc)) {
                        passed++;
                    } else {
                        System.out.printf(
                                "테스트 %s 실패: 기대한 예외 %s, 발생한 예외 %s%n",
                                m, excType.getName(), exc);
                    }
                } catch (Exception exc) {
                    System.out.println("잘못 사용한 @ExceptionTest: " + m);
                }
            }
        }

        System.out.printf("성공: %d, 실패: %d%n",
                passed, tests - passed);
    }
}
매개변수 하나짜리 애너태이션을 처리하는 프로그램 (241-242쪽)
package effectivejava.chapter6.item39.annotationwitharrayparameter;
import java.lang.annotation.*;

// 코드 39-6 배열 매개변수를 받는 애너테이션 타입 (242쪽)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface ExceptionTest {
    Class<? extends Exception>[] value();
}

// 사용 시
@ExceptionTest({ IndexOutOfBoundsException.class,
                     NullPointerException.class })
public static void doublyBad() {   // 성공해야 한다.
    List<String> list = new ArrayList<>();

    // 자바 API 명세에 따르면 다음 메서드는 IndexOutOfBoundsException이나
    // NullPointerException을 던질 수 있다.
    list.addAll(5, null);
}
package effectivejava.chapter6.item39.repeatableannotation;

import java.lang.annotation.*;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@Repeatable(ExceptionTestContainer.class)
public @interface ExceptionTest {
    Class<? extends Throwable> value();
}
코드 39-8 반복 가능한 애너테이션 타입 (243-244쪽)
package effectivejava.chapter6.item39.repeatableannotation;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface ExceptionTestContainer {
    ExceptionTest[] value();
}
반복 가능한 애너테이션의 컨테이너 애너테이션 (244쪽)
if (m.isAnnotationPresent(ExceptionTest.class)
 || m.isAnnotationPresent(ExceptionTestContainer.class))