자바의 멤버 클래스는 되도록 static을 붙여서 정적 멤버 클래스로 만들어라

중첩 클래스

중첩 클래스(Nested Class) 란 다른 클래스 안에 정의된 클래스로써 내부 클래스(inner class) 라고도 불립니다. 중첩 클래스는 자신을 감싼 외부 클래스에서만 쓰여야하며, 그 이외에 쓰임세가 있다면 탑레밸 클래스로 만들어야 합니다.

중첩 클래스의 종류에는 정적 멤버 클래스, (비정적) 맴버 클래스, 익명 클래스, 지역 클래스 이렇게 4가지가 해당합니다. 이 중에서 정적 멤버 클래스를 제외한 모든 클래스는 내부 클래스(inner class) 에 해당합니다. 이들중에 익명 클래스를 제외한 모든 클래스에 대한 특징을 파악하고, 언제 왜 사용해야하는지를 학습하는 것이 이번 포스팅의 핵심 취지가 될 것입니다.

정적 멤버 클래스

public class MyClass {
  private Integer myNumber;

  public static class MyInnerClass {
    public void method(MyClass myclass){
      Integer number = myClass.myNumber;
    }
  }
}

// 일반 클래스처럼 사용 가능하다.
MyInnerClass instance = new MyClass.MyInnerClass();

클래스으 정적 멤버 필드처럼 정적(static) 으로 정의된 멤버 클래스를 정적 멤버 클래스라고 합니다. 위를보면 MyClass 내부에 MyInnerClass 가 정의되어 있습니다. 이 클래스는 일반적인 클래스와 같이 new 키워드를 통해 객체를 생성할 수 있고, 필드를 가지며 메소드를 작성할 수 있습니다. 하지만 자신을 감싼 외부 클래스와 private 필드에 접근 가능하다는 것이 일반 클래스와 다릅니다.

public class Calculator {
  public static enum Operator {
    PLUS, MINUS, DIVIDE, MULTIPLY;
  }
  // ...
}

Calculator 클래스 내부의 Operator 열겨형은 Calculator.Operator.PLUS 와 같이 계산 유형을 선택하는 역학을 합니다. 여기서 Operatro 는 오로지 Calculator 클래스 내부에서만 사용되기 때문에 새로운 탑레벨 클래스를 만들지 않고 내부의 중첩 클래스로 정의했습니다.

비정적(non-static) 멤버 클래스

public class Machine {
  private String status;

  public class Button {
    public void click(){
      String status = Machine.this.status;
    }
  }
}

(비정적) 멤버 클래스는 정적 멤버 클래스와 달리 static 키워드를 사용하지 않고 정의합니다. 정의할때 키워드 하나 차이지만 큰 차이가 있습니다. 먼저 non-static (비정적) 클래스이기 때문에, 객체를 만들기 위해서는 먼저 감싸는 외부 클래스의 인스턴스가 존재해야합니다. 이 말은 즉슨, 생성되는 멤버 클래스의 객체는 외부 클래스의 인스턴스와 연결되어 있다는 뜻입니다. 예를들어 위처럼 Machine.this.status 와 같이 외부 클래스의 인스턴스에 접근해서 멤버 변수를 가져올 수 있습니다.

비정적 클래스의 사용을 지양하자.

1. 외부 클래스 인스턴스가 있어야지 사용 가능하다

(비정적) 멤버 클래스는 외부 클래스와 인스턴스로 연결된다는 특성 때문에 사용이 지양됩니다. 멤버 클래스는 먼저 외부 클래스와 인스턴스가 있어야 클래스를 사용할 수 있습니다. 또한 이는 일반적인 클래스와 사용이 다르기 떄문에 사용이 불편합니다.

2. 메모리 사용량이 많아진다

또 멤버 클래스와 외부 클래스와 인스턴스의 연결 정보를 가지고 있어야하기 때문에 사용되는 메모리가 많습니다. 따라서 상위 클래스의 인스턴스에 연결이 필요한 특수한 경우가 아니라면, 멤버클래스에는 static 키워드를 사용하여 정적으로 만드는것이 권장됩니다.

지역 클래스

public class MainClass {
  public static void method() {
    // 지역클래스 선언
    class MyLocalClass {
      // ...
    }
    // 지역 클래스 인스턴스 생성
    MyLocalClass instance = new MyLocalClass();
  }

  public static void main(String[] args){
  	// 컴파일 에러 발생
    MyLocalClass instance = new MyLocalClass();
  }
}

정적 및 비정적 멤버 클래스에 이어서, 추가적으로 지역 클래스에 대해서도 알아봅시다. 지역 클래스는 일반 클래스와 유사하게 사용할 수 있지만, 클래스의 타입을 사용할 수 있는 범위가 클래스가 정의된 지역을 벗어날 수 없습니다.

위 예제를 보면, method() 에서 MyLocalClass 가 정의 되었고 new 키워드를 통해 인스턴스를 만들었습니다. 이처럼 일반 클래스와 유사하게 정의하고 사용 가능합니다. 하지만 main 메소드에서 MyLocalClass 타입을 사용하려고 하면 MyLocalClass 는 method() 에서 정의된 지역 클래스이기 때문에 method() 를 벗어나서는 사용 불가능하므로 컴파일 에러가 발생합니다.

정리

중첩 클래스에는 4가지가 있으며, 각각은 쓰임이 다릅니다. 메소드 밖에서도 사용해야 하거나 메소드 안에 정의하기엔 너무 길다면 멤버 클래스로 만듭시다. 멤버 클래스의 인스턴스 각강이 바깥 인스턴스를 참조한다면 비정적으로, 그렇지않다면 정적으로 만듭시다.