Java의 내부 클래스는 static으로 선언하자

• 중첩 클래스
• 경고: Inner class may be 'static'
• 인용: 이펙티브 자바
• 참고문헌
• 주석

중첩 클래스

다음과 같이 다른 클래스 안에 정의된 클래스를 중첩 클래스(nested class)라고 부른다.¹

public class TestClass {

  class NestedClass {
  }
}

경고: Inner class may be 'static'

위의 예제처럼 NestedClass 와 같은 중첩 클래스를 선언하면 인스펙터가 다음과 같이 경고를 해준다. 경고 주제는 Memory.

이 경고는 다음과 같이 NestedClass를 static으로 선언해주면 조건을 만족하여 다시 나타나지 않는다.

public class TestClass {

  /* ↓ */
  static class NestedClass {
  }
}

이제 경고 내용을 읽어보자.

Reports any inner classes which may safely be made static. An inner class may be static if it doesn't reference its enclosing instance.

A static inner class does not keep an implicit reference to its enclosing instance. This prevents a common cause of memory leaks and uses less memory per instance of the class.

이를 대충 번역해 보자면 다음과 같다.

위험 없이 static 으로 만들수 있는 내부 클래스를 발견했습니다. 내부 클래스가 자신의 바깥 클래스 인스턴스를 참조하지 않는다면, 내부 클래스는 static으로 선언해도 됩니다.

static 내부 클래스는 자신의 바깥 클래스 인스턴스의 임시적 참조를 유지하지 않습니다. 즉 static 내부 클래스로 선언하면 메모리 누수의 일반적인 원인을 예방할 수 있고, 클래스의 각 인스턴스당 더 적은 메모리를 사용하게 됩니다.

인용: 이펙티브 자바

이 문제는 IDE에서 경고해주기 때문에 흔하게 볼 수 있으며, 조슈아 블로흐가 이펙티브 자바에서도 강조하고 있는 내용이기도 하다.

정적 멤버 클래스와 비정적 멤버 클래스의 구문상 차이는 단지 static이 붙어있고 없고 뿐이지만, 의미상 차이는 의외로 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.[JLS, 15.8.4] 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 메서드에서 비정적 멤버 클래스의 생성자를 호출할 때 자동으로 만들어지는 게 보통이지만, 드물게는 직접 바깥 인스턴스의 클래스.new MemberClass(args)를 호출해 수동으로 만들기도 한다. 예상할 수 있듯, 이 관계 정보는 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 안에 만들어져 메모리 공간을 차지하며, 생성 시간도 더 걸린다.

• 요약
  • static이 아닌 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결된다.
  • 왜냐하면 static이 아닌 멤버 클래스는 바깥 인스턴스 없이는 생성할 수 없기 때문이다.
  • 두 클래스의 관계는 멤버 클래스의 인스턴스 안에 만들어지며, 메모리를 차지한다. 생성도 느리다.

멤버 클래스에서 바깥 인스턴스에 접근할 일이 없다면 무조건 static을 붙여서 정적 멤버 클래스로 만들자. static을 생략하면 바깥 인스턴스로의 숨은 외부 참조를 갖게 된다. 앞서도 얘기했듯 이 참조를 저장하려면 시간과 공간이 소비된다. 더 심각한 문제는 가비지 컬렉션이 바깥 클래스의 인스턴스를 수거하지 못하는 메모리 누수가 생길 수 있다는 점이다(아이템 7). 참조가 눈에 보이지 않으니 문제의 원인을 찾기 어려워 때때로 심각한 상황을 초래하기도 한다.

• 바깥 클래스 인스턴스의 참조를 멤버 클래스가 갖고 있으므로, 바깥 클래스 인스턴스가 쓰레기 수거 대상에서 빠지게 된다.

참고문헌

• 이펙티브 자바 (3판) / 조슈아 블로크 저/개앞맵시 역 / 인사이트(insight) / 초판 2쇄 2018년 11월 21일

주석