1. 싱글톤이 필요한 이유
프로그램을 만들다 보면 “어디서든 같은 객체 하나만 공유”해야 하는 경우가 있다.
- 주차장/창고처럼 전역적으로 하나만 존재해야 하는 관리 객체
- 설정값(Config) 관리 객체
- 공통 자원(커넥션 풀, 로깅 등)을 대표하는 객체
만약 이런 객체를 new로 계속 생성하면, 관리 데이터가 각각 분리되어 흐름이 꼬이고 상태 관리가 어려워진다.
싱글톤 패턴은 이런 문제를 해결하기 위해 객체를 단 하나만 생성하고, 그 객체를 전역 공유하는 구조이다.
2. 싱글톤 핵심 구조
싱글톤은 보통 다음 3가지를 세트로 가진다.
- private static instance: 유일한 객체를 저장하는 변수
- private 생성자: 외부에서 new로 생성 못 하게 막음
- public static getInstance(): 객체를 반환하는 유일한 통로
이 구조 덕분에 어떤 코드에서 접근하더라도 항상 “같은 객체”를 받게 된다.
3. DTO(Car) 클래스 (Lombok + Builder)
차량 정보를 담는 클래스이다. Lombok을 사용해서 반복 코드를 줄이고, Builder로 객체 생성 가독성을 올린 구조이다.
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Builder;
import lombok.Data;
@Data
@AllArgsConstructor
@Builder
public class Car {
private int carNumber;
private String company;
private String model;
}4. 싱글톤 클래스(KIA) 구현
KIA 클래스는 “주차장 관리소”처럼 동작한다.
주요 데이터는 다음과 같다.
- carArray: 차량을 저장하는 배열(주차 공간 5칸)
- autoCode: 차량번호 자동 증가 값
그리고 가장 중요한 포인트는 생성자를 private으로 막고, getInstance()로만 객체를 얻도록 만든 것이다.
public class KIA {
private static KIA instance;
private Car[] carArray;
private int autoCode;
private KIA() {
carArray = new Car[5];
autoCode = 20260000;
}
public static KIA getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new KIA();
}
return instance;
}
public Car inputCar(String company, String model) {
Car car = Car.builder()
.model(model)
.company(company)
.carNumber(++autoCode)
.build();
for (int i = 0; i < carArray.length; i++) {
if (carArray[i] == null) {
carArray[i] = car;
System.out.println("입고 완료");
return car;
}
}
autoCode--;
System.out.println("만차입니다.");
return null;
}
public void outputCar(int carNumber) {
for (int i = 0; i < carArray.length; i++) {
Car car = carArray[i];
if (car == null) continue;
if (car.getCarNumber() == carNumber) {
carArray[i] = null;
System.out.println("출차 완료");
return;
}
}
System.out.println("차량 없음");
}
public void parkList() {
boolean empty = true;
for (int i = 0; i < carArray.length; i++) {
Car car = carArray[i];
if (car == null) continue;
empty = false;
System.out.println("번호: " + car.getCarNumber());
System.out.println("제조사: " + car.getCompany());
System.out.println("모델: " + car.getModel());
System.out.println();
}
if (empty) {
System.out.println("주차된 차량이 없습니다.");
}
}
}
5. getInstance()가 “같은 객체”를 보장하는 이유
getInstance()는 instance가 null일 때만 new KIA()를 실행한다.
- 처음 호출: instance가 null → 객체 생성 → instance에 저장
- 두 번째부터: instance가 null이 아님 → 기존 instance를 그대로 반환
그래서 아래처럼 여러 번 받아도 모두 같은 객체가 나온다.
public class SingletonMain {
public static void main(String[] args) {
KIA kia1 = KIA.getInstance();
KIA kia2 = KIA.getInstance();
KIA kia3 = KIA.getInstance();
System.out.println(kia1);
System.out.println(kia2);
System.out.println(kia3);
}
}출력된 주소값(참조값)이 전부 같다면, 싱글톤이 정상적으로 동작하는 것이다.
6. 입고(inputCar) / 출차(outputCar) 흐름
6-1) inputCar(company, model)
- Car.builder()로 차량 객체 생성
- carNumber는 ++autoCode로 자동 증가
- 배열에서 null인 공간(빈 칸)을 찾아 저장
- 저장 성공: “입고 완료” 출력 + car 리턴
- 만차: 실제 입고가 안 되었으므로 증가했던 번호를 되돌리고 “만차입니다.” 출력 + null 리턴
6-2) outputCar(carNumber)
- 배열 전체를 순회하며 null이 아닌 칸만 검사
- carNumber가 같은 차량을 찾으면 해당 칸을 null로 바꿔 출차 처리
- 성공: “출차 완료”
- 없으면: “차량 없음”
7. 예제 실행 코드(메인)
public class SingletonMain {
public static void main(String[] args) {
KIA kia1 = KIA.getInstance();
KIA kia2 = KIA.getInstance();
KIA kia3 = KIA.getInstance();
System.out.println(kia1);
System.out.println(kia2);
System.out.println(kia3);
System.out.println(kia1.inputCar("kia", "morning"));
System.out.println(kia1.inputCar("kia", "k3"));
System.out.println(kia1.inputCar("kia", "k5"));
System.out.println(kia1.inputCar("kia", "k7"));
System.out.println(kia1.inputCar("kia", "k8"));
System.out.println(kia1.inputCar("kia", "k9"));
kia1.parkList();
kia1.outputCar(20260001);
System.out.println(kia1.inputCar("kia", "K7"));
System.out.println(kia1.inputCar("kia", "K8"));
}
}8. 추가로 알아두면 좋은 주의점
- 현재 getInstance() 구현은 학습용으로는 충분하지만, 멀티스레드 환경에서는 동시에 호출될 때 객체가 2개 생성될 가능성이 있다.
- 실무에서는 thread-safe 싱글톤 구현(동기화, enum 싱글톤 등)도 존재한다.
9. static과 싱글톤의 관계
- static 변수는 “클래스에 하나만 존재하는 공유 데이터”
- 싱글톤은 “클래스에 하나만 존재하는 공유 객체”
즉, 싱글톤은 static을 이용해서 “유일 객체”를 저장하고 관리하는 패턴이다.
10. 오늘 정리하며 느낀 점
싱글톤은 단순히 “객체를 하나만 만들기”가 아니라, 프로그램 전체에서 같은 상태를 공유해야 하는 상황에서 구조를 안정적으로 유지하는 패턴이라는 걸 느꼈다.
특히 주차장처럼 데이터가 한 곳에 모여야 하는 구조에서는 new로 객체를 여러 번 만들면 관리 자체가 깨지기 때문에, getInstance()로 동일 객체를 공유하는 방식이 핵심이라는 점이 확실해졌다.
다음 단계로는 배열 대신 List로 확장하거나, 싱글톤의 스레드 안전성까지 고려하는 방식도 이어서 정리해보면 좋을 것 같다.
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