[Spring] 자바의 inner class는 스프링 빈이 될 수 있을까?

🌱 들어가기 전

스프링 빈 등록 과정에 대해 여러 정보를 찾아보다가, inner class의 경우 빈으로 등록될 수 없다는 글을 보았다.

뭔가 등록이 될 것 같은데 안 된다고 해서 직접 실험을 해보았다 🤔

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✔️ inner class와 static class

우선, 두 가지에 대한 개념부터 제대로 잡고 가야 한다.

흔히 내부 클래스라고 한다면, static 키워드를 사용하여 작성하는 경우가 많기 때문에 이 둘을 같은 개념으로 혼동하는 경우가 있다.

정확한 개념을 알기 위해 Oracle 공식 문서를 확인해보자.

🌱 The Java programming language allows you to define a class within another class.
Such a class is called a nested class.

자바에서는 클래스 내부에 다른 클래스를 정의하는 것을 허용하며, 이를 'nested class (중첩 클래스)'라고 한다.

Nested classes are divided into two categories: non-static and static.
Non-static nested classes are called inner classes.
Nested classes that are declared static are called static nested classes.

그리고, 이러한 중첩 클래스는 2가지로 나뉘는데, non-static nested class (inner class)와 static nested class로 나뉜다.

class OuterClass {
    ...
    class InnerClass {
        ...
    }
    static class StaticNestedClass {
        ...
    }
}

그렇기 때문에 inner class가 static class가 될 수 없다. 애초에 inner class의 정의 자체가 non-static 클래스이기 때문이다.

inner class는 경우 private로 선언되었어도, 해당 클래스를 선언한 Outer class의 멤버 변수에 접근이 가능하지만, static nested class의 경우 Outer class의 멤버 변수에 접근이 불가능하다.

public class OuterClass {
    private int outerMember;
    
    public class InnerClass {
        public void test() {
            System.out.println(outerMember);
        }
    }
    public static class InnerStaticClass {
        public void test() {
            System.out.println(outerMember);
        }
    }
}

실제로 확인해보자. static nested class의 경우 outer class의 값에 접근이 불가능하다.

이는 당연하다. static으로 선언된 클래스가 저장된 메모리 영역과 non-static으로 선언된 클래스가 저장된 메모리 영역이 다르기 때문에 참조가 안 되는 것이다.

 

그 외에도 Outer class의 nested class의 접근 제어자는 private, protected, public, 그리고 default (package-private)로 선언이 모두 가능하며, Outer class는 기본적으로 public 혹은 default로만 선언이 가능하다는 특징이 있다.

 

 

🌱 왜 사용하는 걸까?

- 의미적으로 비슷한 클래스에 대해 그룹화를 시키기 위해.

- 캡슐화 이점 : nested class가 private으로 선언되어 있고, 해당 클래스가 outer class의 변수에 접근해야 하는 상황을 가정해보자. 이때 outer class의 변수를 오직 nested class에서만 사용한다면 굳이 외부로 노출시킬 필요 없이 private으로 선언된 outer class의 필드를 접근할 수 있기 때문에 캡슐화 관점에서 좋다.

- 가독성 증가: 하나의 클래스에서 다른 클래스를 참조할 때 선언된 위치가 가깝다면 읽기 좋은 코드가 된다. (물론, 요즘은 IDE가 잘 나와서 이러한 관점에서는 드물 것 같지만)

 

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✔️ 빈으로 등록해보기

자, 그럼 간단한 개념을 알아보았으니 빈으로 등록해서 확인해보자.

@Component
public class OuterClass {
    public class InnerClass {
        public void test() {
        }
    }
    
    public static class InnerStaticClass {
        public void test() {
        }
    }
}

바깥의 OuterClass에 대해서 빈으로 등록을 진행하였다. 실제로 빈이 등록되었는지 확인해보자.

(여기서 이름 자체만 inner static class로 지정했을 뿐, static class는 inner class가 아니라는 점을 기억하자!)

@SpringBootApplication
public class StudyApplication {

	public static void main(String[] args) {
		ConfigurableApplicationContext ac = SpringApplication.run(StudyApplication.class, args);
		OuterClass bean = ac.getBean(OuterClass.class);
		System.out.println(bean);
	}
}

당연하게도 외부 클래스에 대해서는 빈으로 잘 등록된 것을 확인할 수 있다.

 

@Component
public class OuterClass {
    
    @Component
    public class InnerClass {
        public void test() {
        }
    }
    
    @Component
    public static class InnerStaticClass {
        public void test() {
        }
    }
}

그렇다면, 이렇게 inner class와 inner static class에 대해서 빈으로 등록한다면 어떻게 될까?

두 가지 경우 모두에 대해서 빈으로 잘 등록되는 것을 확인할 수 있다.

 

참고로, 두 클래스 private인 경우도 잘 등록이 된다. 외부에서 타입으로 접근이 안 되기 때문에 이름으로 확인하면 된다.

String[] names = ac.getBeanDefinitionNames();
for (String name: names) {
    if (name.contains("InnerClass") || name.contains("InnerStaticClass")) {
        System.out.println(ac.getBean(name));
    }
}

 

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✔️ 왜 둘 다 등록이 잘 되는 것일까?

기본적으로 static nested class의 경우 사실상 다른 클래스의 내부에 선언한 것일 뿐이지, 실제로 취급되는 것은 외부 클래스와 거의 동일하다. 위에서 말했던 nested class를 사용하는 것에 대해 이점을 증대시키기 위해 사용하는 것일 뿐이며, 실제로 public으로 선언된 클래스의 경우 외부로 빼서 static 키워드를 제거하면 되기 때문에 언제든 대체될 수가 있다.

 

하지만, inner class의 경우 기본적으로 outer class의 인스턴스로 존재해야 하며, 직접적으로 연관관계가 있어야만 생성이 가능하다.

다시 InnerStaticClass의 접근 제어자를 public으로 돌린 상태이다.

위와 같이, inner static class의 경우 단독으로 생성할 수 없는 것을 볼 수 있다.

생성하기 위해서는 아래와 같이 outer class의 인스턴스를 생성해야 한다.

OuterClass outerClass = new OuterClass();
OuterClass.InnerClass innerClass = outerClass.new InnerClass();

아니면 아예 Outer class의 어떠한 메서드에서 Inner class의 인스턴스를 반환하도록 만들 수 있다.

 

그렇다면, 스프링 관점에서 생각해보자.

빈을 만들 때 클래스 정보를 가져와서 빈으로 만드는 과정을 진행하는데, inner class의 경우 독자적으로 만들 수 없기 때문에 원래는 빈으로 등록할 수 없는 게 맞다.

 

??? 근데 그러면 위에서는 왜 됐던 걸까?

 

앞서 봤던 것처럼 Inner class의 인스턴스를 생성하기 위해서는, outer class의 인스턴스가 필요하다.

우리는 Outer class가 빈으로 등록됐던 것을 확인했었다. 

스프링에서는 Outer class가 빈으로 등록이 되어 있다면, 해당 빈을 이용해서 inner class의 인스턴스를 생성하여 빈으로 등록해준다.

 

실제로 그렇게 동작하는지 궁금해서 코드를 봤는데, 내부 코드는 정말 어지럽기 때문에 대충만 보자. 

여기서 보면, 파라미터 카운트라는 것을 세는데, Inner Class의 파라미터 카운트는 1인 것을 볼 수 있다.

그리고, 파라미터 타입에 대해서도 받아오는데, 여기서 name을 보면 바깥 클래스 정보인 OuterClass가 있는 것을 볼 수 있다.

마지막에 Inner class에 대한 인스턴스를 생성할 때, 내부 인자에 대한 정보로 OuterClass에 대한 정보를 넘기는 것을 볼 수 있다.

그래서 구체적으로 어떻게 동작하는지는 잘 모르겠지만, OuterClass에 대한 정보를 가지고 있기 때문에 인스턴스화를 시킬 때 이를 활용하는 것이 아닐까 싶다.

 

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✔️ Outer class가 빈으로 등록되지 않았다면 inner class도 안 될까?

public class OuterClass {

    @Component
    private class InnerClass {
        public void test() {
        }
    }

    @Component
    private static class InnerStaticClass {
        public void test() {
        }
    }
}

아까와 다르게, OuterClass의 @Component 어노테이션을 제거하고 돌려보았다.

아까처럼 반복문을 돌려가며 찾은 결과이다.

InnerStaticClass만 등록이 되었고, InnerClass는 등록되지 않은 것을 알 수 있다.

 

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🌱 결론

nested class는 non-static nested class (=inner class)와 static nested class로 나누어진다.
static nested class의 경우 빈으로 등록이 가능하다.
inner class의 경우 outer class가 빈으로 등록이 되어 있어야만 등록이 가능하다.