아이템24: 멤버 클래스는 되도록 static으로 만들라

✔️ 중첩 클래스(nested class)란?

중첩 클래스는 '다른 클래스 안에 정의된 클래스'를 말한다.
자신을 감싼 바깥 클래스에서만 사용되어야 하며, 그 외의 쓰임새가 있다면 톱레벨 클래스로 만들어야 한다.

💡 종류 (4가지)

• 정적 멤버 클래스
• 비정적 멤버 클래스
• 익명 클래스
• 지역 클래스

첫 번째를 제외한 나머지(비정적 멤버 클래스, 익명 클래스, 지역 클래스)는 모두 내부 클래스(inner class)에 해당한다.

1️⃣ 정적 멤버 클래스

다른 클래스 안에 선언되고, 바깥 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있다.

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

private 정적 멤버 클래스는 흔히 바깥 클래스가 표현하는 객체의 한 부분, 즉 구성요소로 나타낼 때 사용한다.

공개된 클래스의 public 혹은 protected 멤버 클래스인 경우, 정적인지의 여부가 매우 중요해진다.
멤버 클래스 역시 공개 API가 되니, 혹시라도 향후 릴리스에서 static을 붙이면 하위 호환성이 깨진다.

2️⃣ 비정적 멤버 클래스

어댑터 [Gamma95]를 정의할 때 자주 쓰인다.
즉, 어떤 클래스의 인스턴스를 감싸 마치 다른 클래스의 인스턴스처럼 보이게 하는 뷰로 사용하는 것이다.

📍 예제

public class MySet<E> extends AbstractSet<E> {
    ... // 생략
    
    @Override 
    public Iterator<E> iterator() {
    	return new MyIterator();
    }
    
    // 비정적 멤버 클래스
    private class MyIterator implements Iterator<E> {
        ...
    }
}

비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결되어 있다.
두 인스턴스 사이의 관계는 멤버 클래스가 인스턴스화될 때 확립되며, 더 이상 변경할 수 없다.

💡 정적 멤버 클래스와 비정적 멤버 클래스의 차이

구문상의 차이

• 정적 멤버 클래스: static이 붙어있다.
• 비정적 멤버 클래스: static이 붙어있지 않다.

의미상의 차이

• 정적 멤버 클래스
  중첩 클래스의 인스턴스가 바깥 인스턴스와 독립적으로 존재할 수 있다.

• 비정적 멤버 클래스
  비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결되며, 클래스명.this (정규화된 this) 형태로 바깥 클래스의 이름을 명시하여 바깥 인스턴스의 메서드를 호출하거나 바깥 인스턴스의 참조를 가져올 수 있다. 바깥 인스턴스 없이는 비정적 멤버 클래스를 생성할 수 없다.

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

3️⃣ 익명 클래스

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

오직 비정적인 문맥에서 사용될 때만 바깥 클래스의 인스턴스를 참조할 수 있다.
또한, 정적 문맥에서라도 상수 변수 이외의 정적 멤버는 가질 수 없다. 즉, 초기화된 final 기본 타입과 문자열 필드만 가질 수 있다.

제약사항

• 선언한 지점에서만 인스턴스를 만들 수 있다.
• instanceof 검사나 클래스의 이름이 필요한 작업은 수행할 수 없다.
• 여러 인터페이스를 구현할 수 없다.
• 인터페이스를 구현하는 동시에 다른 클래스를 상속할 수 없다.
• 익명 클래스를 사용하는 클라이언트는 그 익명 클래스가 상위 타입에서 상속한 멤버 외에는 호출할 수 없다.
• 익명 클래스는 10줄 이하로 짧지 않으면 가독성이 떨어진다.

람다를 지원하기 전까지는 작은 함수 객체나 처리 객체를 만드는 데 익명 클래스를 자주 사용했다. (이제는 람다를 주로 사용한다.)
또한, 정적 팩터리 메서드를 구현할 때 주로 사용한다.

4️⃣ 지역 클래스

네 가지 중첩 클래스 중 가장 드물게 사용된다.

멤버 클래스처럼 이름이 있고, 반복해서 사용할 수 있다.

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

📌 핵심 정리

• 중첩 클래스에는 4가지가 있고, 각각의 쓰임이 다르다.
• 메서드 밖에서도 사용해야 하거나 메서드 안에 정의하기엔 너무 길다 → 멤버 클래스
  • 멤버 클래스의 인스턴스 각각이 바깥 인스턴스를 참조한다 → 비정적
  • 그렇지 않다 → 정적
• 중첩 클래스가 한 메서드 안에서만 쓰이면서 그 인스턴스를 생성하는 지점이 단 한 곳이고 해당 타입으로 쓰기에 적합한 클래스나 인터페이스가 있다 → 익명 클래스
  그렇지 않다 → 지역 클래스