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[EffectiveJava] item24 - 멤버클래스는 되도록 static으로 만들어라

15 Apr 2023

중첩 클래스(nested class)란 다른 클래스 안에 정의된 클래스를 말한다. 중첩 클래스는 자신을 감싼 바깥 클래스에서만 쓰여야 하며, 그외의 쓰임새가 있다면 톱레벨 클래스로 만드는 것을 권장한다.

중첩 클래스의 종류는 정적 멤버 클래스, (비정적) 멤버 클래스, 익명 클래스, 지역 클래스 이렇게 네가지이며, 이중 첫번째를 제외한 나머지는 내부 클래스(inner class)에 해당한다.

정적 멤버 클래스

정적 멤버 클래스는 다른 클래스 안에 선언되고, 바깥 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있다는 점만 제외 하고는 일반 클래스와 똑같다. 정적 멤버 클래스는 다른 정적 멤버와 똑같은 접근 규칙을 적용 받는다. 예컨대 private 으로 선언하면 바깥 클래스에서만 접근할 수 있는 식이다.

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

보통 현업에서는 DTO의 Request와 Repsonse 구조에서 많이 쓰이고 있다. 아래와 같은 구조로 사용하고 있다.

public class DataDto {
    static class Request {
        private Long id;
        private String name;
    }

    static class Response {
        private Integer code;
        private String message;
    }
}

비정적 멤버 클래스

비정적 멤버 클래스는 정적 멤버 클래스와의 구문상 차이는 단지 static에 대한 유무이지만, 의미상 차이는 의외로 크다.

비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 멤버 클래스를 감싸고 있는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결되기 때문이다.

그래서 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 메서드에서 정규화된 this를 사용해 바깥 인스턴스의 메서드를 호출하거나 바깥 인스턴스의 참조를 가져올 수 있다.

정규화된 this란 {Class}.this 형태로 바깥 클래스의 이름을 명시하는 용법을 말한다.

비정적 멤버 클래스의 인스턴스와 바깥 인스턴스 사이의 관계는 멤버 클래스가 인스턴스화될 때 확립되며, 더이상 변경할 수 없다.

비정적 멤버 클래스는 어댑터를 정의할 때 자주 쓰인다. 즉, 어떤 클래스의 인스턴스를 감싸 마치 다른 클래스의 인스턴스 처럼 보이게 하는 뷰로 사용한다.

예를 들어 Map 인터페이스의 구현체들은 보통 (keySet, entrySet, values 메서드가 반환하는) 자신의 컬렉션 뷰를 구현할 때 비정적 멤버 클래스를 사용한다.

HashMap의 구현체를 살펴보자, 각각 AbstractSet, AbstractCollection, AbstractSet를 상속받아 final class로 비정적 클래스로 구현되어 있다.

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
    ...
    final class KeySet extends AbstractSet<K> {
        ...
    }

    final class Values extends AbstractCollection<V> {
        ...
    }

    final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
        ...
    }
}

주의할 점

멤버 클래스에서 바깥 인스턴스에 접근할 일이 없다면 무조건 static 을 붙여서 정적 멤버 클래스로 만들자.

static을 생략하면 바깥 인스턴스로의 숨은 외부 참조를 갖게 된다. 앞서 얘기했듯 이 참조를 저장하려면 시간과 공간이 소비된다.

더 심각한 문제는 가비지 컬렉션이 바깥 클래스의 인스턴스를 수거하지 못하는 메모리 누수가 생길 수 있다는 점이다.

또한 참조가 눈에 보이지 않으니 문제의 원인을 찾기 어려워 때때로 심각한 상황을 초래하기도 한다.

익명 클래스

익명 클래스에는 당연히 이름이 없다. 또한 익명 클래스는 바깥 클래스의 멤버도 아니다. 멤버와 달리, 쓰이는 시점에 선언과 동시에 인스턴스가 만들어진다.

익명 클래스는 응용하는 데 제약이 많은 편이다. 선언한 지점에서만 인스턴스를 만들 수 있고, instanceof 검사나 클래스의 이름이 필요한 작업은 수행할 수 없다.

익명클래스는 JAVA 8 이후 람다식이 생겨 익명클래스보다는 람다가 더 자주쓰이기 때문에 간단하게 알아만 보도록 하자.

public List anonymousFunction() {
    return new AbstractList() {
        @Override
        public Object get(int index) {
            return null;
        }

        @Override
        public int size() {
            return 0;
        }
    };
}

지역 클래스

지역 클래스는 네가지 중첩 클래스 중 가장 드물게 사용된다.

지역 클래스는 지역변수를 선언할 수 있는 곳이면 실질적으로 어디서든 선언 할 수 있고, 유효 범위도 지역변수와 같다.

다른 세 중첩 클래스와의 공통점도 하나씩 가지고 있다. 멤버 클래스처럼 이름이 반복해서 사용할 수 있다. 익명 클래스 처럼 비정적 문맥에서 사용될 때만 바깥 인스턴스를 참조할 수 있으며, 정적멤버는 가질 수 없으며, 가독성을 위해 짧게 작성해야 한다.

public void localClass() {
    class LocalClass {
        private Long id;
        private String name;

        public LocalClass(Long id, String name) {
            this.id = id;
            this.name = name;
        }

        public Long getId() {
            return id;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }
    }

    LocalClass local = new LocalClass(1L, "mho");
    System.out.println(local.getId());
    System.out.println(local.getName());
}

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