아이템24 멤버 클래스는 되도록 static으로 만들라

Effective Java 3e 아이템 24를 요약한 내용 입니다.

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 이렇게 네 가지다.

정적 멤버 클래스

정적 멤버 클래스는 다른 클래스 안에 선언되고, 바깥 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있다는 점만 제외하고는 일반 클래스와 똑같다. 정적 멤버 클래스는 흔히 바깥 클래스와 함께 쓰일 때만 유용한 private 도우미 클래스로 쓰인다.

public class StaticCar {
    static String _where="I am a Car from Germany!";
    Country _country;            // object of inner class country
    StaticCar(){
        _country=new Country();    // instantiate the inner class
    }
    static class Country {       // static member inner class
            String showCountry() {
            return _where;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        
        StaticCar myCar= new StaticCar() ;  // instantiated object of class StaticCar
        System.out.print("Access through an Country reference");
        System.out.println(" created in an object of a StaticCar:");
        System.out.println(myCar._country.showCountry());
        
        // instantiated object of class StaticCar.Country
        StaticCar.Country country= new StaticCar.Country();
        System.out.println("Access through an Country reference that is local:");
        System.out.println(country.showCountry());
    }
}

Access through an Country reference created in an object of a StaticCar:
I am from Germany!
Access through an Country reference that is local:
I am from Germany!

비정적 멤버 클래스

정적 멤버 클래스와 비정적 멤버 클래스의 구문상 차이는 단지 static이 붙어 있고 없고 뿐이지만, 의미상 차이는 이외로 꽤 크다. 비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결된다. 그래서 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.

비정적 멤버 클래스의 인스턴스와 바깥 인스턴스 사이의 관계는 멤버 클래스가 인스턴스화될 때 확립 되며, 더 이상 변경할 수 없다.

비정적 멤버 클래스는 어댑터를 정의할 때 자주 쓰인다. 즉, 어떤 클래스의 인스턴스를 감싸 마치 다른 클래스의 인스턴스처럼 보이게 하는 뷰로 사용하는 것이다. 비슷하게, Set과 List 같은 다른 컬렉션 인터페이스 구현 들도 자신의 반복자를 구현할 때 비정적 멤버 클래스를 주로 사용한다.

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

    @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 만들자. static을 생략하면 바깥 인스턴스로의 숨은 외부 참조를 갖게 된다. 그러면 가비지 컬렉션이 바깥 클래스의 인스턴스를 수거하지 못하는 메모리 누수가 생길 수 있다는 점이다.

익명 클래스

익명 클래스는 바깥 클래스의 멤버도 아니다. 멤버와 달리, 쓰이는 시점에 선언과 동시에 인스턴스가 만들어진다. 그리고 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 초기화 된 final 기본 타입과 문자열 필드만 가질 수 있다.

interface Inter {
    public void hi();
}

class Anony {
    public void f() {
        System.out.println("Anony.f() 호출.");
    }
}

public class Test {
    private Integer number;

    public void nonStaticMethod(){
        Inter ob2 = new Inter() {
            public void hi() {
                System.out.println("비 정적문맥 메소드 호출" + number);
            }
        };
    }

    public static void staticMethod() {
        Inter ob2 = new Inter() {
            Integer number2 = 1;
            public void hi() {
                System.out.println("정적문맥 메소드 호출" + number); // comile Error
            }
        };
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //Inter ob1 = new Inter(); //Compile Error!!!
        Inter ob2 = new Inter() {
            public void hi() {
                System.out.println("안녕하십니까?");
            }
        };

        ob2.hi();

        Anony a1 = new Anony();
        Anony a2 = new Anony() {
            public void f() {
                System.out.println("이히힛.");
            }
        };

        a1.f();
        a2.f();
    }
}

정적문맥에서 final 기본 타입과 문자열 필드만 가질 수 있다는 의미는?

익명 클래스를 사용하는 클라이언트는 그 익명 클래스가 상위 타입에서 상속한 멤버 외에는 호출할 수 없다.

익명 클래스의 또 다른 주쓰임은 정적 팩터리 메서드를 구현할 때다.

static List<Integer> intArrayAsList<int[] a) {
    Objects.requireNonNulkl(a);

    // 다이아몬드 연산자를 이렇게 사용하는 건 자바 9부터 가능하다.
    // 더 낮은 버전을 사용한다면 <Integer>로 수정하자.

    return new AbstractList<>() {
    @Override public Integer get(int i) {
        return a[i];
    }

    @Override public Integer set(int i, Integer val) {
        int oldVal = a[i];
        a[i] = val;
        return oldVal;
    }

    @Override public int size() {
        return a.length;
    }
}

지역 클래스

지역 클래스는 지역 변수를 선언할 수 있는 곳이면 실질적으로 어디서든 선언할 수 있고, 유효 범위도 지역 변수와 같다. 멤버 클래스 처럼 이름이 있고 반복해서 사용할 수 있다. 익명 클래스처럼 비 정적 문맥에서 사용될 때만 바깥 인스턴스를 참조할 수 있으며, 정적 멤버는 가질 수 없으며, 가독성을 위해 짧게 작성해야 한다.

정리

중첩 클래스에는 네 가지가 있으며, 각각의 쓰임이 다르다. 메서드 밖에서도 사용해야 하거나 메서드 안에 정의하기엔 너무 길다면 멤버 클래스로 만든다. 멤버 클래스의 인스턴스 각각이 바깥 인스턴스를 참조한다면 비 정적으로, 그렇지 않으면 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, 그렇지 않으면 지역 클래스로 만들자.