싱글톤 패턴(1)

김세빈·2025년 4월 14일

디자인패턴

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소프트웨어 개발을 하다 보면 시스템 리소스를 효율적으로 사용하고, 불필요한 객체 생성을 줄이기 위한 설계 패턴을 적용하게 됩니다. 그 중 대표적인 패턴 중 하나가 싱글톤 패턴(Singleton Pattern)입니다.

✅ 싱글톤 패턴이란?

싱글톤 패턴은 하나의 클래스에서 오직 하나의 인스턴스만을 생성하도록 보장하는 디자인 패턴입니다. 즉, 전역에서 해당 인스턴스를 공유하여 사용하도록 설계하는 방식입니다.

📌 예시

가장 흔한 예시로는 데이터베이스 연결 모듈이 있습니다. 데이터베이스와의 연결은 자원 소모가 크기 때문에, 매번 새롭게 연결 객체를 만들기보다는 하나의 인스턴스를 공유하는 것이 효율적입니다.

✅ 장점

인스턴스가 하나만 생성되므로 객체 생성 비용을 줄일 수 있습니다.
특히 DB, 파일, 네트워크 등 IO 작업에서 리소스를 절약하는 데 유리합니다.
전역 상태를 공유하기에 관리 포인트가 명확해집니다.

⚠️ 단점

하나의 인스턴스를 모든 곳에서 공유하기 때문에 의존성이 높아집니다.
단위 테스트(TDD) 환경에서는 독립적인 테스트를 구성하기 어려워 테스트의 유연성이 떨어집니다.
경우에 따라 멀티스레드 환경에서 동기화 문제를 신경 써야 할 수 있습니다.

✅ IO Bound란?

IO Bound(입출력 바운드)는 작업이 CPU 처리보다는 입출력(디스크, 네트워크, DB) 등 외부 자원에 의해 성능이 결정되는 작업을 의미합니다.

📌 예시

네트워크 요청
데이터베이스 쿼리
파일 읽기/쓰기

Node.js 환경에서 많이 사용하는 Mongoose는 MongoDB와의 연결을 담당하는 ORM 라이브러리로, 이러한 IO Bound 환경에서 활용됩니다. Mongoose는 싱글톤 인스턴스를 기반으로 여러 모듈에서 같은 DB 연결 객체를 공유합니다.

✅ 자바에서 싱글톤 구현 예시

Java에서는 다음과 같이 중첩 클래스(static inner class)를 활용한 싱글톤 패턴을 사용할 수 있습니다. 이 방식은 lazy initialization과 thread-safe를 동시에 보장할 수 있는 안정적인 방식입니다.

class Singleton {
  // 중첩 클래스 방식: JVM의 클래스 로딩 특성을 활용해 정적 초기화
  private static class SingletonHolder {
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
  }

  public static Singleton getInstance() {
    return SingletonHolder.INSTANCE;
  }
}