중첩 클래스(nested class)란 다른 클래스 안에 정의된 클래스를 말한다. 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. 이 중 첫 번째를 제외한 나머지는 내부 클래스(inner class)에 해당한다. 각각의 중첩 클래스를 언제 그리고 왜 사용해야 하는지 알아보자.
먼저 정적 멤버 클래스는 다른 클래스 안에 선언되고, 바깥 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있다는 점만 제외하고는 일반 클래스와 똑같다. 정적 멤버 클래스는 다른 정적 멤버와 똑같은 접근 규칙을 적용받는다. 예컨대 private으로 선언하면 바깥 클래스에서만 접근할 수 있는 식이다. 정적 멤버 클래스는 흔히 바깥 클래스와 함께 쓰일 때만 유용한 public 도우미 클래스로 쓰인다.
정적 멤버 클래스와 비정적 멤버 클래스의 구문상 차이는 단지 static이 붙어 있고 없고 뿐이지만, 의미상 차이는 의외로 꽤 크다. 비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결된다. 그래서 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 메소드에서 정규화된 this(클래스명.this 형태로 바깥 클래스의 이름을 명시하는 용법)를 사용해 바깥 인스턴스의 메소드를 호출하거나 바깥 인스턴스의 참조를 가져올 수 있다. 따라서 비정적 멤버 클래스는 바깥 인스턴스 없이는 생성할 수 없기 때문에, 개념상 중첩 클래스의 인스턴스가 바깥 인스턴스와 독립적으로 존재할 수 있다면 정적 멤버 클래스로 만들어야 한다.
비정적 멤버 클래스의 인스턴스와 바깥 인스턴스 사이의 관계는 멤버 클래스가 인스턴스화될 때 확립되며, 더 이상 변경할 수 없다. 관계 정보는 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 안에 만들어져 메모리 공간을 차지하며, 생성 시간도 더 걸린다. 비정적 멤버 클래스는 어댑터를 정의할 때 자주 쓰인다. 즉, 어떤 크래스의 인스턴스를 감싸 마치 다른 클래스의 인스턴스처럼 보이게 하는 뷰로 사용하는 것이다.
멤버 클래스에서 바깥 인스턴스에 접근할 일이 없다면 무조건 static을 붙여서 정적 멤버 클래스로 만들자. static을 생략하면 바깥 인스턴스로의 숨은 외부 참조를 갖게 되며, 이 참조를 저장하기 위해 시간과 공간이 소비된다. 더 심각한 문제는 가비지 컬렉션이 바깥 클래스의 인스턴스를 수거하지 못하는 메모리 누수가 생길 수 있다는 점이다.
private 정적 멤버 클래스는 흔히 바깥 클래스가 표현하는 객체의 한 부분(구성요소)을 나타낼 때 쓴다. 키와 값을 매핑시키는 Map 인스턴스의 엔트리(Entry) 객체들이 그 예이다. 멤버 클래스가 공개된 클래스의 public이나 protected 멤버라면 정적이냐 아니냐는 두 배로 중요해진다.
익명 클래스에는 당연히 이름이 없으며 바깥 클래스의 멤버도 아니다. 코드의 어디서든 만들 수 있지만, 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 없으므로, 상수 표현을 위해 초기화된 final 기본 타입과 문자열 필드만 가질 수 있다.
익명 클래스는 응용하는 데 제약이 많은데, 선언한 지점에서만 인스턴스를 만들 수 있고, 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 클래스는 표현식 중간에 등장하므로 짧지 않으면 가독성이 떨어진다.
즉석에서 작은 함수 객체나 처리 객체(process object)를 만드는 역할을 했지만, 이제는 람다에게 그 자리를 물려줬다. 익명 클래스의 또 다른 주 쓰임은 정적 팩토리 메소드를 구현할 때다.
지역 클래스는 지역변수를 선언할 수 있는 곳이면 실질적으로 어디서든 선언할 수 있고, 유효 범위도 지역변수와 같다. 다른 세 중첩 클래스와의 공통점도 하나씩 가지고 있다. 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.
중첩 클래스에는 네 가지가 있으며, 각각의 쓰임이 다르다. 메소드 밖에서도 사용해야 하거나 메소드 안에 정의하기엔 너무 길다면 멤버 클래스로 만든다. 멤버 클래스의 인스턴스 각각이 바깥 인스턴스를 찬조한다면 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 않다면 지역 클래스로 만들자.