내부 클래스 (Inner Class)란?
내부 클래스 (Inner class)
클래스(Outer class)의 내부에 선언된 클래스를 의미한다.
중첩 클래스라고도 한다.
참고
위와 같이 컴파일로 생성되는 클래스 파일은외부클래스$내부클래스.class와 같은 형식의 이름이 된다.
1. 내부 클래스의 종류
- Instance member class
- static member class
- local class
- anonymous class
1-1. 인스턴스 멤버 클래스 (Instance member class)
static 키워드 없이, 클래스의 인스턴스 멤버로 선언된 클래스이다.
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class Outer {
private static int outerPrice = 5000;
private int outerSize = 1;
private void outerPrint() {
System.out.println("Outer");
}
public void outerToInner() {
Inner inner = new Inner();
// 인스턴스 클래스의 객체를 통해서 인스턴스 클래스의 인스턴스 필드에 접근 가능
int innerSize = inner.innerSize;
// 인스턴스 클래스의 static 필드에는 클래스를 통해 가능
int innerPrice = Inner.innerPrice;
}
class Inner {
public static int innerPrice = 10000;
public int innerSize = 2;
public void innerPrint() {
System.out.println("Inner");
}
public void innerToOuter() {
// 인스턴스 멤버 클래스에서는 outer 클래스의 필드가 private라도 직접 접근 가능
int price = outerPrice;
int size = outerSize;
outerPrint();
}
}
}
내부 ⇨ 외부로 접근은 자유롭지만, 외부 ⇨ 내부는 직접 접근이 불가하다.
외부 ⇨ 내부로 접근하려면 인스턴스 멤버 클래스의 객체를 통해 접근이 가능하다.
1-1-1. 인스턴스 멤버 클래스의 객체 생성
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public class Main {
public static void main(String[] args) {
Outer outer = new Outer();
Outer.Inner inner = outer.new Inner(); // 인스턴스 클래스 생성자 호출 방법
// 아래와 같이 inner 클래스의 인스턴스를 생성할 수도 있다.
Outer.Inner inner2 = new Outer().new Inner();
outer = null // 객체 연결 끊음
inner.showOuterSize(); // 1 출력
}
}
암묵적으로 인스턴스 멤버 클래스의 객체는 외부 클래스의 인스턴스를 참조하고 있기 때문에, 위의 예시와 같이 외부 클래스의 인스턴스가 먼저 생성되어야 인스턴스 멤버 클래스의 객체를 만들 수 있다.
위 예제에서 outer 변수에 null을 할당해서 outer 객체와의 연결을 끊어도 inner 객체에서 outer 객체를 참조하고 있기 때문에 outer 객체가 GC에 의해 수거되지 않는다.
이 때문에 outer 변수에 null을 할당해도 inner 객체에서 outer 객체의 인스턴스 변수에 접근 가능한 것이고 이로 인해 메모리 누수 현상이 발생할 수 있다. (가능하면 정적 멤버 클래스를 사용하라!)
1-1-2. 동일한 이름의 외부 클래스 필드 및 메소드 접근 방법
내부에서 외부 클래스의 필드와 메소드에 직접 접근 가능한 것은 위에서 살펴봤다.
하지만 접근하려는 필드나 메소드의 이름이 내부 클래스에 이미 정의되어 있다면, 일반 클래스에서 this 키워드를 사용하듯이 Outer.this와 같이 정규화된 this를 통해 외부 클래스의 객체에 접근할 수 있다.
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class Outer2 {
private int size = 1;
public void print() {
System.out.println("Outer2");
}
class Inner2 {
private int size = 5;
public void print() {
System.out.println(Outer2.this.price); // 5
Outer2.this.print(); // Outer2
}
}
}
정규화된 this란?
객체에서의 this가 객체 자신을 가리키는 것과 같이, 외부 클래스 객체를 가리키는 말로외부_클래스_이름.this과 같은 형태로 나타낼 수 있다.
유명한 서적인 이펙티브 자바에 등장하는 용어로 공식적으로 사용되는 용어는 아닌 것으로 알고 있다.
1-2. 정적 멤버 클래스 (Static member class)
static 키워드가 붙은 내부 클래스이다.
우리가 일반적으로 알고 있는 static 필드, static 메소드는 static 영역에 저장되어 클래스 단위에서 공유되기 때문에, 클래스 로딩 시점에서 단 한 번 메모리에 할당되고 프로그램이 종료될 때까지 유지된다고 알고 있다.
그래서 정적 멤버 클래스는 static 필드처럼 하나의 인스턴스만 존재해야 한다고 생각할 수도 있지만, 그렇지 않다.
정적 멤버 클래스는 인스턴스 멤버 클래스와 다르게 외부 클래스의 인스턴스 없이 독립적으로 존재한다.
때문에, 정적 멤버 클래스의 인스턴스는 여러 개 존재할 수 있다.
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class Outer3 {
private static String name = "Outer3";
private int age = 10;
private static void print() {
System.out.println("Outer3");
System.out.println(Inner3.price); // 접근 가능
}
static class Inner3 {
private static int price = 300;
private int count = 5;
public void print() {
System.out.println(name); // 접근 가능
// System.out.println(age); 접근 불가
// System.out.println(Outer3.this.age); 정규화된 this 사용 불가
Outer3.print(); // 동일한 이름의 멤버에 접근할 때는 클래스명을 통해 접근 가능
}
}
}
정적 멤버 클래스는 외부 클래스의 인스턴스를 참조하고 있지 않기 때문에, 위의 예시처럼 static 영역에 있는 name에는 직접 접근이 가능하지만 외부 클래스의 인스턴스 멤버인 age에는 직접 접근할 수 없다.
또한, 외부 클래스의 인스턴스를 참조하고 있지 않기 때문에 정규화된 this도 사용이 불가하다.
1-2-1. 정적 멤버 클래스의 객체 생성
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public class Main {
public static void main(String[] args) {
Outer3.Inner3 inner3_1 = new Outer3.Inner3();
Outer3.Inner3 inner3_2 = new Outer3.Inner3();
System.out.println(inner3_1 == inner3_2); // false
}
}
인스턴스 멤버 클래스와는 다르게 외부 클래스의 인스턴스 없이도 여러 개의 내부 클래스 인스턴스를 생성할 수 있다.
1-3. 지역 클래스 (Local class)
메소드, 생성자, 블록 내에 정의된 클래스이다.
지역 클래스는 정의된 범위 내에서만 접근하는 지역 변수와 같은 개념이기 때문에 일반적인 클래스와 달리 JVM 스택 메모리에 적재돼고 정의된 범위를 벗어나면 GC에 의해 해제된다.
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public class Main {
public static void main(String[] args) {
class Local {
public void sayHello() {
System.out.println("Hello World");
}
}
Local local = new Local();
local.sayHello();
}
}
1-4. 익명 클래스 (Anonymous class)
말 그대로 이름이 없는 클래스다.
일반적으로 인터페이스나 추상 클래스를 구현하여 즉시 인스턴스 생성 후 사용할 때 주로 사용된다.
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interface Greeting {
void sayHello();
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Greeting greeting = new Greeting() { // 익명 클래스 생성
@Override
public void sayHello() {
System.out.println("Hello from Anonymous Class!");
}
public void print() {
System.out.println("Anonymous!");
}
};
greeting.sayHello();
// greeting.print(); 사용 불가
}
}
1-4-1. 새로 정의한 메소드 사용 불가
주의할 점은 익명 클래스로 구현하고 생성한 객체의 타입은 부모 클래스나 인터페이스의 타입을 따르고, 부모 타입의 객체는 자식 클래스(익명 클래스)에서 별도로 추가한 메소드를 알 수 없기 때문에 위 예시의 print() 메소드처럼 호출이 불가하다.