인프런 김영한 강사님의 <스프링 핵심 원리-기본편> 강의를 정리한 글입니다.
싱글톤 패턴의 등장배경
스프링은 기업용 온라인 서비스 기술을 지원하기 위해 개발되었다.
스프링은 대부분 웹 애플리케이션 개발을 위해 사용된다. (다른 애플리케이션 개발이 안 된다는 말 아님)
웹 애플리케이션의 특성 중 하나는
고객이 동시다발적으로 서버로 요청을 한다는 의미이다.
이 경우,
스프링을 사용하지 않는 순수한 DI 컨테이너를 사용한다면 무슨 일이 일어날까?
문제: 클라이언트 요청이 올 때마다, 객체가 생성된다.
코드를 확인해보면 알겠지만,
요청을 할 때마다 MemberService 객체가 생성되고 있다.
AppConfig에서 MemberService 객체가 생성된다.
AppConfig에 요청을 하고 생성된 MemberService 객체를 출력해보면, 실제로 참조값이 다른 것을 확인할 수 있다.
요런 상황이다.
요청할 때마다 객체가 생성되고 소멸하는 방식은 메모리 낭비가 심하다.
객체가 하나만 생성되고, 공유하도록 설계하자 -> 싱글톤 패턴
싱글톤 패턴
- 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다.
- 객체 인스턴스가 2개 이상 생성되지 못하도록 막아야 한다.
private 키워드를 사용하여 외부에서 임의로 new 키워드를 사용하지 못하게 하자!
public class SingletonService {
// 1. static 영역에 객체를 딱 1개만 생성해둔다.
private static final SingletonService instance = new SingletonService();
// 2.public으로 열어서 객체 인스턴스가 필요하면 이 static aptjemfmf xhdgotjaks whghlgkehfhr gjdydgksek.
public static SingletonService getInstance() {
return instance;
}
// 3. 생성자를 private으로 선언해서 외부에서 new 키워드를 사용한 객체 생성을 못하게 막는다.
private SingletonService() {
}
public void lpgic() {
System.out.println("싱글톤 객체 로직 호출");
}
}- static 영역에 객체 instance를 미리 하나 생성해서 올려둔다.
- 이 객체 인스턴스가 필요하면 오직 getInstance() 메서드를 통해서만 조회할 수 있다. 이 메서드를 호 출하면 항상 같은 인스턴스를 반환한다.
- 딱 1개의 객체 인스턴스만 존재해야 하므로, 생성자를 private으로 막아서 혹시라도 외부에서 new 키워드로 객체 인스턴스가 생성되는 것을 막는다.
SingletonService에 요청을 하고 생성된 인스턴스를 출력해보면, 실제로 참조값이 같은 것을 확인할 수 있다.
참고: 싱글톤 패턴을 구현하는 방법은 여러가지가 있다. 여기서는 객체를 미리 생성해두는 가장 단순하고 안 전한 방법을 선택했다.
싱글톤 패턴을 적용하면 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 사용할 수 있다. 하지만 싱글톤 패턴은 다음과 같은 수 많은 문제점들을 가지고 있다.
[싱글톤 패턴 문제점]
- 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.
- 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다. -> DIP를 위반한다.
- 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다.
- 테스트하기 어렵다.
- 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다.
- private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다.
- 결론적으로 유연성이 떨어진다.
- 안티패턴으로 불리기도 한다.
어떻게 해결할까?
(사실 스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴 문제점을 다 해결하면서 싱글톤처럼 사용할 수 있도록 해주기 때문에 걱정없다)
싱글톤 컨테이너
스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서, 객체 인스턴스를 싱글톤(1개만 생성)으로 관리한다.
지금까지 우리가 학습한 스프링 빈이 바로 싱글톤으로 관리되는 빈이다.
[싱글톤 컨테이너]
- 스프링 컨테이너는 싱글턴 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.
- 이전에 설명한 컨테이너 생성 과정을 자세히 보자. 컨테이너는 객체를 하나만 생성해서 관리한다.
- 스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 한다. 이렇게 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라 한다.
- 스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글턴 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글톤으로 유지할 수 있다.
- 싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 된다.
- DIP, OCP, 테스트, private 생성자로 부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있다.
스프링 컨테이너는 파라미터로 넘어온 설정 클래스 정보를 사용해서 스프링 빈을 등록한다.
스프링 빈으로 등록되면, 등록된 빈 객체 1개만 사용한다.
스프링 컨테이너 덕분에 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유 해서 효율적으로 재사용할 수 있다.
참고: 스프링의 기본 빈 등록 방식은 싱글톤이지만, 싱글톤 방식만 지원하는 것은 아니다. 요청할 때 마다 새 로운 객체를 생성해서 반환하는 기능도 제공한다. 자세한 내용은 뒤에 빈 스코프에서 설명한다.
스프링 컨테이너를 사용하여 스프링 빈을 등록한 AppConfig를 통해 객체를 가져왔다.
객체를 출력해보면 실제로 참조값이 같은 것을 알 수 있다.
