[Effective Java] Item 24. 멤버 클래스는 되도록 static으로 만들라

중첩 클래스(nested class)

 중첩 클래스(nested class)란 다른 클래스 안에 정의된 클래스를 말합니다. 중첩 클래스는 자신을 감싼 바깥 클래스에서만 쓰여야 하며, 그 외의 쓰임새가 있다면 톱레벨 클래스로 만들어야 합니다.

 

중첩 클래스의 종류

• 정적 멤버 클래스
• (비정적) 멤버 클래스
• 익명 클래스
• 지역 클래스

 첫 번째를 제외한 나머지는 내부 클래스(inner class)에 해당합니다.

 

정적 멤버 클래스

 정적 멤버 클래스는 다른 클래스 안에 선언되고, 바깥 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있다는 점만 제외하고는 일반 클래스와 똑같습니다. 정적 멤버 클래스는 다른 정적 멤버와 똑같은 접근 규칙을 적용받습니다. 예를 들면, private로 선언되었다면 바깥 클래스에서만 접근이 가능합니다.

 

 정적 멤버 클래스는 흔히 바깥 클래스와 함께 쓰일 때만 유용한 public 도우미 클래스로 쓰입니다.

 

정적 멤버 클래스와 비정적 멤버 클래스의 차이

 두 클래스의 구문상 차이로는 단순히 static이 붙어 있고 없고 뿐입니다. 하지만 의미상 차이는 의외로 큽니다. 비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결됩니다. 그래서 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 메서드에서 정규화된 this를 사용해 바깥 인스턴스의 메서드를 호출하거나 바깥 인스턴스의 참조를 가져올 수 있습니다.

 

정규화된 this?

 클래스명.this 형태로 바깥 클래스의 이름을 명시하는 용법

 

 정규화된 this의 특징 때문에 개념상 중첩 클래스의 인스턴스가 바깥 인스턴스와 독립적으로 존재할 수 있다면 정적 멤버 클래스로 만들어야 합니다. 비정적 멤버 클래스는 바깥 인스턴스 없이는 생성할 수 없기 때문입니다.

 

 비정적 멤버 클래스의 인스턴스와 바깥 인스턴스 사이의 관계는 멤버 클래스가 인스턴스화될 때 확립되며, 더 이상 변경할 수 없습니다. 이 관계는 바깥 클래스의 인스턴스 메서드에서 비정적 멤버 클래스의 생성자를 호출할 때 자동으로 만들어지는 게 보통이지만, 드물게는 직접 바깥 인스턴스의 클래스.new MemberClass(args)를 호출해 수동으로 만들기도 합니다. 이 관계 정보는 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 안에 만들어져 메모리 공간을 차지하며, 생성 시간도 더 걸립니다.

public class Foo {

    private int foo;

    public Foo(int foo) {
        this.foo = foo;
    }

    public int getFoo() {
        return foo;
    }

    public class Bar {
        private int bar;

        public Bar(int bar) {
            this.bar = bar;
        }

        public int getBar() {
            return bar;
        }

        public void aToVal() {
            Foo.this.foo = bar;
        }
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Foo foo = new Foo(5);
        Foo.Bar bar = foo.new Bar(10);

        bar.aToVal();
        
        // 5가 아닌, bar.aToVal()에 의해 변경된 10이 출력된다.
        System.out.println(foo.getFoo());
    }
}

 위 코드에서 비정적 멤버 클래스인 Bar 인스턴스를 foo.new Bar(10)을 호출하여 생성하였습니다. 그리고 bar.aToVal()을 호출하여 bar의 값을 foo의 값으로 복사하여 출력하는 코드가 이어집니다. 결과는 foo가 생성될 때 주입되었던 5가 아닌, bar.aToVal()에 의해 변경된 10이 출력됩니다. 이는 멤버 클래스가 인스턴스화될 때 바깥 인스턴스와 관계가 확립되었음을 확인할 수 있습니다. 실제로는 이러한 형식의 코드는 지양하는 것이 좋습니다.

 

비정적 멤버 클래스의 흔한 쓰임

 비정적 멤버 클래스는 어댑터를 정의할 때 자주 쓰입니다. 즉, 어떤 클래스의 인스턴스를 감싸 마치 다른 클래스의 인스턴스처럼 보이게 하는 뷰로 사용하는 것입니다. Map 인터페이스의 구현체들은 보통 (keySet, entrySet, values 메서드가 반환하는) 자신의 컬렉션 뷰를 구현할 때 비정적 멤버 클래스를 사용합니다. 비슷하게, Set과 List 같은 다른 컬렉션 인터페이스 구현들도 자신의 반복자를 구현할 때 비정적 멤버 클래스를 주로 사용합니다.

public class MySet<E> extends AbstractSet<E> {
    // 생략...
    
    @Override
    public Iterator<E> iterator() {
        return new MyIterator();
    }
    
    private class MyIterator implements Iterator<E> {
        // 생략...
    }
}

 

비정적 멤버 클래스의 문제

 멤버 클래스에서 바깥 인스턴스에 접근할 일이 없다면 무조건 static을 붙여서 정적 멤버 클래스로 만들어야 합니다. static을 생략하면 바깥 인스턴스로의 숨은 외부 참조를 갖게 됩니다.

 이 숨은 참조를 저장하려면 시간과 공간이 소비됩니다. 더 심각한 문제는 바깥 클래스의 인스턴스가 참조되고 있으므로 가비지 컬렉션이 메모리를 수거하지 못하여 메모리 누수가 생길 수 있다는 점입니다. 참조가 눈에 보이지 않으니 문제의 원인을 찾기 어려워 때때로 심각한 상황을 초래하기도 합니다.

 

정적 멤버 클래스

 private 정적 멤버 클래스는 흔히 바깥 클래스가 표현하는 객체의 한 부분(구성요소)을 나타낼 때 사용합니다.

 

 멤버 클래스가 공개된 클래스의 public이나 protected 멤버라면 정적이냐 아니냐는 훨씬 중요해집니다. 멤버 클래스 역시 공개 API가 되니, 향후 릴리스에서 static을 붙이면 하위 호환성이 깨지기 때문입니다.

 

익명 클래스

 익명 클래스는 이름이 없고, 바깥 클래스의 멤버도 아닙니다. 멤버와 달리, 쓰이는 시점에 선언과 동시에 인스턴스가 만들어집니다. 그리고 오직 비정적인 문맥에서 사용될 때만 바깥 클래스의 인스턴스를 참조할 수 있습니다. 정적 문맥에서라도 상수 변수 이외의 정적 멤버는 가질 수 없습니다. 즉, 상수 표현을 위해 초기화된 final 기본 타입과 문자열 필드만 가질 수 있습니다.

 

 자바 7 이전에는 즉석에서 작은 함수 객체나 처리 객체를 만드는 데 익명 클래스를 주로 사용했지만, 현재는 람다를 주로 사용합니다. 또다른 익명 클래스의 쓰임은 정적 팩토리 메서드를 구현할 때 입니다.

익명 클래스의 제약

• 익명 클래스는 선언한 지점에서만 인스턴스를 만들 수 있고, instanceof 검사나 클래스의 이름이 필요한 작업은 수행할 수 없습니다.
• 인스턴스를 구현하는 동시에 다른 클래스를 상속할 수 없습니다.
• 익명 클래스를 사용하는 클라이언트는 그 익명 클래스가 상위 타입에서 상속한 멤버 외에는 호출할 수 없습니다.
• 익명 클래스는 표현식 중간에 등장하므로 (10줄 이하로) 짧지 않으면 가독성이 떨어집니다.

지역 클래스

 지역 클래스는 네 가지 중첩 클래스 중 가장 드물게 사용합니다.

• 지역 클래스는 지역변수를 선언할 수 있는 곳이면 실질적으로 어디서든 선언할 수 있고, 유효 범위도 지역변수와 같습니다.
• 익명 클래스처럼 비정적 문맥에서 사용될 때만 바깥 인스턴스를 참조할 수 있으며, 정적 멤버는 가질 수 없습니다.
• 가독성을 위해 짧게 작성해야 합니다.

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참고자료

http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788966262281&orderClick=LEA&Kc=

이펙티브 자바 3/E - 교보문고