[이펙티브 자바] Item24. 멤버 클래스는 되도록 static으로 만들라.

 

[이펙티브 자바] Item24. 멤버 클래스는 되도록 static으로 만들라. 

 

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 네가지가 있다. 

이 중 정적 멤버 클래스를 제외하면 나머지는 내부 클래스에 해당한다. 

 

 

1️⃣ 정적 멤버 클래스 

: 정적 멤버 클래스는 다른 클래스 안에 선언되고, 바깥 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있다는 점을 제외하고는 일반 클래스와 똑같다. 

ex) 계산기가 지원하는 연산 종류를 정의하는 열거타입을 생각해보면 Operation 열거 타입은 Calculator 클래스의 public 정적 멤버 클래스가 되어야 한다. 그러면 Calculator의 클라이언트에서 Calculator.Operation.PLUS 나 Calculator.Operation.MINUS 와 같은 형태로 연산을 참조할 수 있다. 

public class OuterClass
{
   private static int number = 10;
   
   
   // static 멤버 클래스
   // static 필드에 접근 가능
   // Outer class의 인스턴스를 필요로 하지 않는다. (static이라 outer class와 독립적)
   static private class InnerClass {
      void doSomething()
      {
         System.out.println("number = " + number);
      }
   }
   
   public static void main(String[] args)
   {
      InnerClass innerClass = new InnerClass();
      innerClass.doSomething();
      
   }
}

 

 

2️⃣ 비정적 멤버 클래스 

비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결된다. 

따라서 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 메서드에서 정규화된 this를 사용해서 바깥 인스턴스의 메서드를 호출하거나 바깥 인스턴스의 참조를 가져올 수 있다. (정규화된 this란 클래스명.this 형태로 바깥 클래스의 이름을 명시하는 용법을 말한다.) 

따라서 개념성 중첩 클래스의 인스턴스가 바깥 인스턴스와 독립적으로 존재할 수 있다면 정적 멤버 클래스로 만들어야 한다.!! 

(비정적 멤버 클래스는 바깥 인스턴스 없이는 생성할 수 없기 때문) 

public class OuterClass
{
   private int number = 10;
   
   void printNumber()
   {
      InnerClass innerClass = new InnerClass();
   }
   
   
   // 비정적 멤버 클래스 (static이 없는 inner class)
   // outer class의 인스턴스에 대한 참조가 암묵적으로 생긴다. -> 즉 outer class 없이는 inner class 사용 x
   private class InnerClass {
      void doSomething()
      {
         System.out.println("number = " + number);
         OuterClass.this.printNumber(); // outer class의 멤버에 접근 가능
      }
   }
   
   public static void main(String[] args)
   {
      InnerClass innerClass = new OuterClass().new InnerClass();
      innerClass.doSomething();
   }
}

비정적 멤버 클래스의 인스턴스와 바깥 인스턴스 사이의 관계는 멤버 클래스가 인스턴스화 될 때 확립되며 더 이상 변경할 수 없다. 

이 관계는 바깥 클래스의 인스턴스 메서드에서 비정적 멤버 클래스의 생성자를 호출할 때 자동으로 만들어지는게 보통이지만 드물게는 직접 바깥 인스턴스의 클래스.new MemberClass(args)를 호출해 수동으로 만들기도 한다. 

-> 이 관계 정보는 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 안에 만들어져 메모리 공간을 차지하며, 생성 시간도 더 걸린다. 

 

 

public class MySet<E> extends AbstractSet<E>
{
   @Override
   public Iterator<E> iterator()
   {
      return new MyIterator();
   }
   
   @Override
   public int size()
   {
      return 0;
   }
   
   private class MyIterator implements Iterator<E>
   {
      @Override
      public boolean hasNext()
      {
         return false;
      }
      
      @Override
      public E next()
      {
         return null;
      }
   }
}

비정적 멤버 클래스는 어댑터를 정의할 때 자주 사용한다. 

어떤 클래스의 인스턴스를 감싸 마치 다른 클래스의 인스턴스처럼 보이게 하는 뷰로 사용하는 것이다. 

Set, List와 같은 다른 컬렉션 인터페이스 구현들도 자신의 반복자를 구현할 때 비정적 멤버 클래스를 주로 사용한다. 

 

 

 

멤버 클래스에서 바깥 인스턴스에 접근할 일이 없다면 무조건 static을 붙여서 정적 멤버 클래스로 만들자!! 

 

static을 생략하면 바깥 인스턴스로의 숨은 외부 참조를 갖게 된다. 이 참조를 저장하려면 시간과 공간이 소비되고, 더 심각한 문제로는 가비지 컬렉션이 바깥 클래스의 인스턴스를 수거하지 못하는 메모리 누수가 생길 수 있다는 점이다. 

참조가 눈에 보이지 않기 때문에 문제의 원인을 찾기 어려워 때때로 심각한 상황을 초래하기도 한다. 

 

 

 

3️⃣ 익명 클래스 

: 바깥 클래스의 멤버가 아닌, 쓰이는 시점에 선언과 동시에 인스턴스가 만들어진다. 따라서 코드의 어디서든 만들 수 있다. 

익명 클래스는 비정적인 문맥에서 사용될 때만 바깥 클래스의 인스턴스를 참조할 수 있다. 정적 문맥에서라도 상수 변수 이외의 정적 멤버는 가질 수 없다. 

익명 클래스는 선언한 지점에서만 인스턴스를 만들 수 있고, instanceof 검사나 클래스의 이름이 필요한 작업은 수행할 수 없다. 

자바에서 익명 클래스는 람다를 지원하기 전에 즉석에서 작은 함수 객체나 처리 객체를 만들 때 사용했다. 

익명 클래스의 또 다른 주 쓰임은 정적 팩터리 메서드를 만들 때 사용할 수 있다. 

public class IntArrays
{
   static List<Integer> intArrayAsList(int[] a)
   {
      Objects.requireNonNull(a);
      
      return new AbstractList<>()
      {
         @Override
         public Integer get(int index)
         {
            return a[index];
         }
         
         @Override
         public Integer set(int index, Integer element)
         {
            int oldVal = a[index];
            a[index] = element;
            return oldVal;
         }
         
         @Override
         public int size()
         {
            return a.length;
         }
      };
   }
   
   public static void main(String[] args)
   {
      int[] a = new int[10];
      for (int i = 0; i < a.length; i++)
      {
         a[i] = i;
      }
   }
}

 

 

4️⃣ 지역 클래스 

: 지역 클래스는 네가지 중첩 클래스 중 가장 드물게 사용된다. 

지역 클래스는 지역 변수를 선언할 수 있는 곳이라면 실질적으로 어디든 선언할 수 있고, 유효 범위도 지역변수와 같다. 

public class MyClass
{
   private int number = 10;
   
   void doSomething()
   {
      // 멤버 클래스가 아닌 local class -> 거의 사용 x
      class LocalClass {
         private void printNumber()
         {
            System.out.println("number = " + number);
         }
      }
      
      LocalClass localClass = new LocalClass();
      localClass.printNumber();
   }
   
   public static void main(String[] args)
   {
      MyClass myClass = new MyClass();
      myClass.doSomething();
   }
}

익명 클래스는 비정적 문맥에서 사용될 때만 바깥 인스턴스를 참조할 수 있으며, 정적 멤버는 가질 수 없으며, 가독성을 위해 짧게 작성해야 한다. 

 

 

 

 

📚 정리

중첩 클래스에는 네가지, 정적 멤버 클래스, 비정적 멤버 클래스, 익명 클래스, 지역 클래스가 있고 각각의 쓰임이 다르다. 

메서드 밖에서도 사용해야 하고, 메서드 안에 정의하기에는 너무 길다면 멤버 클래스로 만든다. 

멤버 클래스의 인스턴스가 각각 바깥 인스턴스를 참조한다면 비정적 멤버 클래스로, 그렇지 않다면 정적으로 만들자!!

중첩 클래스가 한 메서드 안에서만 쓰이면서 그 인스턴스를 생성하는 지점이 단 한 곳이고 해당 타입으로 쓰기에 적합한 클래스나 인터페이스가 이미 있다면 익명 클래스로 만들고 아니면 지역 클래스로 만들자!!