아이템 24. 멤버 클래스는 되도록 static으로 만들라

중첩 클래스

• 중첩 클래스(nested class)란 다른 클래스 안에 정의된 클래스를 말한다.
• 중첩 클래스는 자신을 감싼 바깥 클래스에서만 쓰여야 하며, 그 외의 쓰임새가 있다면 톱레벨 클래스로 만들어야 한다.
• 중첩 클래스의 종류는 정적 멤버 클래스, (비정적) 멤버 클래스, 익명 클래스, 지역 클래스. 총 네 가지가 있다.
  • 이 중에서 첫 번째(정적 멤버 클래스)를 제외한 나머지는 내부 클래스(inner class)에 해당한다.

정적 멤버 클래스

• 정적 멤버 클래스는 다른 클래스 안에 선언되고, 바깥 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있다.
  • 이 외에는 일반 클래스와 동일하다.
  • 정적 멤버 클래스는 다른 정적 멤버와 똑같은 접근 규칙을 적용받는다. ex. private로 선언시 바깥 클래스에서만 접근 가능.
• 정적 멤버 클래스는 보통 바깥 클래스와 함께 쓰일 때만 유용한 public 도우미 클래스로 사용된다.

비정적 멤버 클래스

• 정적 멤버 클래스와의 구문상 차이는 static의 유무뿐이다.
• 하지만 의미상 차이는 바깥 클래스의 인스턴스와 연결되는지 아닌지 여부다.
  • 비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결된다.
  • 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 메서드에서 정규화된 this를 사용해 바깥 인스턴스의 메서드를 호출하거나 바깥 인스턴스의 참조를 가져올 수 있다.
    • 정규화된 this란 클래스명.this 형태로 바깥 클래스의 이름을 명시하는 용법을 말한다.
  • 개념상 중첩 클래스의 인스턴스가 바깥 인스턴스와 독립적으로 존재할 수 있다면 정적 멤버 클래스로 만들어야 한다. 비정적 멤버 클래스는 바깥 인스턴스 없이는 생성할 수 없기 때문이다.
• 비정적 멤버 클래스의 인스턴스와 바깥 인스턴스 사이의 관계는 멤버 클래스가 인스턴스화될 때 확립되며, 더 이상 변경할 수 없다.
  • 이 관계 정보는 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 안에 만들어져 메모리 공간을 차지하며, 생성 시간도 더 걸린다.
• 비정적 멤버 클래스는 어댑터를 정의할 때 자주 쓰인다.
  • 어떤 클래스의 인스턴스를 감싸 마치 다른 클래스의 인스턴스처럼 보이게 하는 뷰로 사용하는 것이다.

비정적 멤버 클래스의 흔한 쓰임 - 자신의 반복자 구현

public class MySet<E> extends AbstractSet<E> {
    // ...

    @Override
    public Iterator<E> iterator() {
        return new MyIterator();
    }

    private class MyIterator implements Iterator<E> {
        // ...
    }
}

• 멤버 클래스에서 바깥 인스턴스에 접근할 일이 없다면 무조건 static을 붙여서 정적 멤버 클래스로 만들도록 하자.
  • static을 생략하면 바깥 인스턴스로의 숨은 외부 참조를 갖게 된다. 이 참조를 저장하려면 시간과 공간이 소비된다.
  • 특히, 이 숨은 참조로 인해 바깥 클래스의 인스턴스를 가비지 컬렉션이 수거하지 못하는 메모리 누수가 발생할 수 있게 된다.
  • 이런 숨은 참조는 눈에 보이지 않기 때문에 문제의 원인을 찾기 어렵게 만든다.

private 정적 멤버 클래스

• private 정적 멤버 클래스는 흔히 바깥 클래스가 표현하는 객체의 한 부분(구성요소)을 나타낼 때 쓴다. (ex. Map.Entry)
  • 엔트리(Entry) 객체들의 메서드들(getKey, getValue, setValue)은 맵을 직접 사용하지는 않는다.
  • 따라서 엔트리를 비정적 멤버 클래스로 표현하는 것은 낭비고, private 정적 멤버 클래스가 가장 적절하다.
• 멤버 클래스가 공개된 클래스의 public이나 protected 멤버라면 멤버 클래스 역시 공개 API가 되니, 향후 릴리스에서 static을 붙이면 하위 호환성이 깨지게 된다.

익명 클래스

• 익명 클래스에는 이름이 없다. 그리고 바깥 클래스의 멤버도 아니다.
• 멤버와 달리, 쓰이는 시점에 선언과 동시에 인스턴스가 만들어지고, 코드의 어디서든 만들 수 있다.
• 또, 오직 비정적인 문맥에서 사용될 때만 바깥 클래스의 인스턴스를 참조할 수 있다.
• 정적 문맥에서라도 상수 변수 이외의 정적 멤버는 가질 수 없다. 즉, 상수 표현을 위해 초기화된 final 기본 타입과 문자열 필드만 가질 수 있다.
• 선언한 지점에서만 인스턴스를 만들 수 있고, instanceof 검사나 클래스의 이름이 필요한 작업은 수행할 수 없다.
• 여러 인터페이스를 구현할 수 없고, 인터페이스를 구현하는 동시에 다른 클래스를 상속할 수도 없다.
• 익명 클래스를 사용하는 클라이언트는 그 익명 클래스가 상위 타입에서 상속한 멤버 외에는 호출할 수 없다.
• 익명 클래스는 로직의 중간에 등장하므로, 짧지 않으면 가독성이 떨어진다.
• 람다를 지원하기 전에는 즉석에서 작은 함수 객체나 처리 객체(process object)를 만드는 데 익명 클래스를 주로 사용했다(지금은 람다에게 빼앗긴 자리다).
• 익명 클래스의 또 다른 주 쓰임은 정적 팩터리 메서드를 구현할 때다.

지역 클래스

• 네 가지 중첩 클래스 중 가장 드물게 사용된다.
• 지역변수를 선언할 수 있는 곳이면 실질적으로 어디서든 선언할 수 있고, 유효범위도 지역변수와 같다.
• 멤버 클래스처럼 이름이 있고 반복해서 사용할 수 있다.
• 익명 클래스처럼 비정적 문맥에서 사용될 때만 바깥 인스턴스를 참조할 수 있다.
• 정적 멤버를 가질 수 없고, 가독성을 위해 짧게 작성해야 한다.

핵심 정리

• 중첩 클래스에는 네 가지가 있으며, 각각의 쓰임새가 다르다.
• 메서드 밖에서도 사용해야 하거나 메서드 안에 정의하기엔 너무 길다면 멤버 클래스로 만든다.
• 멤버 클래스의 인스턴스 각각이 바깥 인스턴스를 참조한다면 비정적으로, 그렇지 않다면 정적으로 만들자.
• 중첩 클래스가 한 메서드 안에서만 쓰이고 그 인스턴스를 생성하는 지점이 단 한 곳인 경우, 해당 타입에 적절한 클래스 또는 인터페이스 존재할 경우 익명 클래스로 만들자. 그게 아니라면 지역 클래스로 만들자.

참고자료

• 어댑터 패턴 (Adapter Pattern) - 서로 일치하지 않는 인터페이스를 가진 클래스를 함께 동작시킨다