아이템 24. 멤버 클래스는 되도록 static으로 만들라. - ksw6169/effective-java GitHub Wiki

• 중첩 클래스란 다른 클래스 안에 정의된 클래스를 말한다.
• 중첩 클래스는 자신을 감싼 바깥 클래스에서만 쓰여야 하며, 그 외의 쓰임이 있다면 톱레벨 클래스로 만들어야 한다.
• 중첩 클래스의 종류는 정적 멤버 클래스, (비정적) 멤버 클래스, 익명 클래스, 지역 클래스가 있다.

• 정적 멤버 클래스는 클래스 안에 선언되고, 바깥 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있다는 점만 제외하고는 일반 클래스와 똑같다.
• 정적 멤버 클래스는 다른 정적 멤버와 똑같은 접근 규칙을 적용 받는다.

• 흔히 바깥 클래스와 함께 쓰일 때만 유용한 public 도우미 클래스로 쓰인다.
• 또한 private 정적 멤버 클래스는 흔히 바깥 클래스가 표현하는 객체의 한 부분을 나타낼 때 쓴다. (ex. Map.Entry)

• 다음 열거 타입은 Calculator 클래스의 public 정적 멤버 클래스가 되어야 한다.
• 그러면 클라이언트가 Calculator.Operation.PLUS 같은 형태로 원하는 연산을 참조할 수 있다.

public enum Operation {
    PLUS("+") { public double apply(double x, double y) { return x + y; } },
    MINUS("-") { public double apply(double x, double y) { return x - y; } },
    TIMES("*") { public double apply(double x, double y) { return x * y; } },
    DIVIDE("/") { public double apply(double x, double y) { return x / y; } };

    private final String symbol;

    Operation(String symbol) { this.symbol = symbol; }

    @Override public String toString() { return symbol; }

    public abstract double apply(double x, double y);
}

• 정적 멤버 클래스와 비정적 멤버 클래스의 구문상 차이는 단지 static이 붙어 있는지 차이지만 의미상 차이는 의외로 꽤 크다.
• 비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결된다.
• 그래서 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 메소드에서 정규화된 this를 사용해 바깥 인스턴스의 메소드를 호출하거나 바깥 인스턴스의 참조를 가져올 수 있다. (여기서 정규화된 this란 클래스명.this 형태로 바깥 클래스의 이름을 명시하는 용법을 말한다.)
• 따라서 개념상 중첩 클래스의 인스턴스가 바깥 인스턴스와 독립적으로 존재할 수 있다면 정적 멤버 클래스로 만들어야 한다. 비정적 멤버 클래스는 바깥 인스턴스 없이는 생성할 수 없기 때문이다.
• 비정적 멤버 클래스의 인스턴스와 바깥 인스턴스 사이의 관계는 멤버 클래스가 인스턴스화될 때 확립되며, 더 이상 변경할 수 없다.
• 이 관계는 바깥 클래스의 인스턴스 메소드에서 비정적 멤버 클래스의 생성자를 호출할 때 자동으로 만들어지는 게 보통이지만, 드물게는 직접 바깥 인스턴스의 클래스.new MemberClass(args) 를 호출해 수동으로 만들기도 한다. 이렇게 할 경우, 관계 정보는 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 안에 만들어져 메모리 공간을 차지하며, 생성 시간도 더 걸린다.

• 어댑터를 정의할 때 자주 쓰인다. 즉, 어떤 클래스의 인스턴스를 감싸 마치 다른 클래스의 인스턴스처럼 보이게 하는 뷰로 사용하는 것이다.
• 예컨대 Map 인터페이스의 구현체들은 보통 (keySet, entrySet, values 메소드가 반환하는) 자신의 컬렉션 뷰를 구현할 때 비정적 멤버 클래스를 사용한다.

public class MySet<E> extends AbstractSet<E> {
    ...
    
    @Override
    public Iterator<E> iterator() {
        return new MyIterator();
    }

    private class MyIterator implements Iterator<E> {
        ...
    }
}

• 멤버 클래스에서 바깥 인스턴스에 접근할 일이 없다면 무조건 static을 붙이자.
• static을 생략하면 바깥 인스턴스로의 숨은 외부 참조를 갖게 된다. (= 정규화된 this)
• 이 참조를 저장하려면 시간과 공간이 소비되는데 더 심각한 문제는 가비지 컬렉션이 바깥 클래스의 인스턴스를 수거하지 못하는 메모리 누수가 생길 수 있다는 점이다.
• 멤버 클래스가 공개된 클래스의 public이나 protected 멤버라면 멤버 클래스 역시 공개 API가 되니, 혹시라도 향후 릴리즈에서 static을 붙이면 하위 호환성이 깨진다.

• 익명 클래스는 이름이 없는 클래스로 바깥 클래스의 멤버도 아니다.
• 멤버와 달리 쓰이는 시점에 선언과 동시에 인스턴스가 만들어진다.
• 코드의 어디서든 만들 수 있다.

• 즉석에서 작은 함수 객체나 처리 객체(process object)를 만드는 데 주로 사용했다.
• 하지만 Java 8 이후에는 람다를 사용하는 데 주로 사용한다.
• 또는 정적 팩토리 메소드를 구현할 때 주로 사용한다.

// 정적 팩토리 메소드로 익명 클래스를 반환 타입으로 사용한다.
static List<Integer> intArrayAsList(int[] a) {
    Objects.requireNonNull(a);
		
    return new AbstractList<Integer>() {
        @Override
        public Integer get(int index) {
            return a[index];
        }

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

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

• 오직 비정적(non-static)인 문맥에서 사용할 때만 바깥 클래스의 인스턴스를 참조할 수 있다.
• 정적인 문맥에서라도 상수 변수 이외의 정적 멤버는 가질 수 없다. (즉, 상수 표현을 위해 초기화된 final 기본 타입과 문자열 필드만 가질 수 있다.)
• 선언한 지점에서만 인스턴스를 만들 수 있다.
• instanceof 검사나 클래스의 이름이 필요한 작업은 수행할 수 없다.
• 여러 인터페이스를 구현할 수 없고, 인터페이스를 구현하는 동시에 다른 클래스를 상속할 수도 없다.
• 익명 클래스를 사용하는 클라이언트는 그 익명 클래스가 상위 타입에서 상속한 멤버 외에는 호출할 수 없다. (익명 클래스에서 선언한 멤버 변수는 외부에서 호출 불가능)
• 익명 클래스는 표현식 중간에 등장하므로 10줄 이하로 짧지 않으면 가독성이 떨어진다.

'정적인 문맥에서라도 상수 변수 이외의 정적 멤버는 가질 수 없다.'

익명 클래스는 선언된 블럭에서 한번만 사용되고 제거되는 클래스이기 때문에 정적 멤버를 가질 경우, GC의 대상이 될 수 없다. 따라서 static final 상수 이외의 정적 멤버는 가질 수 없다.

• 네 가지 중첩 클래스 중 가장 드물게 사용된다.
• 지역변수를 선언할 수 있는 곳이면 어디서든 선언할 수 있고, 유효 범위도 지역변수와 같다.
• 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.

• 메소드 밖에서도 사용해야 하거나 메소드 안에 정의하기엔 너무 길다면 멤버 클래스로 만든다.
• 멤버 클래스의 인스턴스 각각이 바깥 인스턴스를 참조한다면 비정적으로, 그렇지 않으면 정적으로 만들자.
• 중첩 클래스가 한 메소드 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.

• Effective Java 3/E