• 정의
• 구현
• 예제

🏐 1. 싱글톤 패턴?

• 싱글톤 패턴 (Singleton Pattern)
  • 전역 변수를 사용하지 않고 객체의 인스턴스를 단 하나만 생성하도록 보장하여, 프로그램 어디에서든 하나의 인스턴스만 접근하도록 하는 디자인 패턴
  • 필요성
    • 메모리 낭비 방지
    • 멀티 스레드 환경에서 같은 인스턴스를 공유하여 사용할 수 있기 때문에 요청이 많은 곳에서 사용할 때 이점이 있다.

⚽️ 2. 구현

• public static final

  public class BasicSingleton {
      public static final BasicSingleton instance = new BasicSingleton();
  
      public BasicSingleton(){}
  }

  • static은 클래스를 로더(로딩 -> 링크 -> 초기화)할 때, 초기화 과정에서 static과 관련된 변수들의 값을 메모리에 할당한다.
  • 위와 같은 방식은 static 영역이 로딩될 때, 최초 한 번만 호출되기 때문에, 프로그램 전체에서 단 한 개의 객체라는 것을 보장한다. (Thread Safe)
  • final : 변경 불가능 하도록 한다.
  • private 생성자가 있는 이유는 클래스에 정의된 생성자가 없을 경우 자동 생성되기 때문입니다.

• 정적 팩토리 (=> static factory method)

  1. Eager Loading

     public class Singleton2 {
         private static final Singleton2 singleton = new Singleton2();
     
         private Singleton2() {}
     
         public static Singleton2 getInstance() {
             return singleton;
         }
     }

     • getInstance()를 통해 항상 같은 객체의 참조를 반환 => 싱글톤 보장 (Thread Safe)
     • public static final 방식에 비해 API 변경에 유연

  2. Lazy Loading

     public class Singleton3 {
         private static Singleton3 singleton3;
     
         private Singleton3() {}
     
         public static Singleton3 getInstance() {
             if (singleton3 == null) {
                 singleton3 = new Singleton3();
             }
             return singleton3;
         }
     }

     • Lazy Loading은 호출 필요성에 따라 로딩이 되는 것을 의미

     • 컴파일 시점에 인스턴스를 생성하는 것이 아니라 인스턴스를 호출하는 시점에 생성된다. (동적 바인딩을 통한 인스턴스 생성)

     • getInstance()를 위와 같이 구현하면 Non-Thread Safe하기 때문에 아래와 같이 synchronized 키워드를 통해 멀티 스레드 환경에서도 안전하게 만들어야 한다.

       public static synchronized Singleton3 getInstance() {
         if (singleton3 == null) {
           singleton3 = new Singleton3();
         }
         return singleton3;
       }

       • But, 성능이 낮아진다.

  3. Lazy Loading 성능 완화

     public class Singleton4 {
         private static volatile Singleton4 singleton4;
     
         private Singleton4() {}
     
         public static Singleton4 getInstance() {
             if (singleton4 == null) {
                 synchronized (Singleton4.class) {
                     if (singleton4 == null) {
                         singleton4 = new Singleton4();
                     }
                 }
             }
             return singleton4;
         }
     }

     • 동기화 블럭 방식을 개선한 DCL (Double Checking Locking) 방식
     • 인스턴스가 생성되지 않았을 경우에만 synchronized 활용

• 열거형 (Enum)

  public enum SingletonEnum {
      SINGLETON_ENUM
  }

  • public static final과 같은 방식이지만, 보다 간결한 방법
  • 주의 : 싱글톤이 ENUM 외 클래스를 상속받을 때 사용 불가

🏉 3. 예제

• 가장 보편화 된 싱글톤 구현 방식은 정적 팩토리 방식 - Lazy Loading 방식.

  public class Client {
      public static void main(String[] args) {
          for (int i = 0; i < 5; i++) {
              Singleton3 singleton3 = Singleton3.getInstance();
              System.out.println(singleton3.toString());
          }
      }
  }

  • 위와 같이 구현 했을 때, 매번 같은 인스턴스를 호출하는지 확인할 수 있다. (싱글 스레드 환경)

    singleton.Singleton3@3f0ee7cb
    singleton.Singleton3@3f0ee7cb
    singleton.Singleton3@3f0ee7cb
    singleton.Singleton3@3f0ee7cb
    singleton.Singleton3@3f0ee7cb

  • 참고 : Thread in JAVA

• 구현 : https://github.com/JinMinChoi/Design-Pattern