디자인 패턴 - Singleton

😀Singleton이란

객체의 인스턴스가 오직 1개만 생성되는 패턴을 의미한다.

🧐Singleton을 사용하는 이유

메모리 측면에서 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.
최초 한 번의 new연산자를 통해서 고정된 메모리 영역을 사용하기 때문에 낭비를 방지할 수 있다. 또한, 이미 생성된 인스턴스를 활용하기 때문에 속도 측면에서도 이점이 있다.

데이터 공유가 쉽다. 싱글톤 인스턴스가 전역으로 사용되기 때문에 다른 클래스의 인스턴스들이 접근하여 사용할 수 있다.

하지만, 여러 클래스의 인스턴스에서 싱글톤 인스턴스의 데이터에 동시에 접근하게 되면 동시성 문제가 발생할 수 있다.

🤔싱글톤의 문제점

1. 싱글톤 패턴을 구현에 요구되는 코드량이 많다.
   멀티스레드 환경에서 발생할 수 있는 동시성 문제 해결을 위해 동기화구현이 필요하다.

2. 테스트가 어렵다.
   싱글톤 인스턴스는 자원을 공유하고 있다. 따라서 테스트를 하고자 할 경우 격리된 환경에서 수행되려면 매번 인스턴스의 상태를 초기화 시켜주어야 한다. 이를 어기게 되면 어플리케이션 전역에서 상태를 공유하기 때문에 온전하게 테스트를 수행할 수 없다.

3. 의존 관계상 클라이언트가 구상 클래스(new로 인스턴스를 만드는 클래스)에 의존하게 된다.

4. 자식클래스를 생성할 수 없다.

5. 내부 상태 변경이 어렵다.

즉, 싱글톤은 유연성이 많이 떨어지는 패턴이라고 볼 수 있다.

🎨Singleton 구현

Before

package singleton.before;

public class Settings{
	private boolean darkMode = false;
    private int fontSize = 13;
    
    public boolean getDarkMode() { return darkMode; }
    public int getFontSize() { return fontSize; }
    
    public void setDarkMode (boolean _darkMode) {
    	darkMode = _darkMode; }
    }
    public void setFontSize (boolean _fontSize) {
    	fontSize = _fontSize; }
    }
}

package singleton.before;

public class FirstPage{
	
    private Settings settings = new Settings();
    
    public void setAndPrintSettings(){
    	settings.setDarkMode(true);
        settings.setFontSize(15);
        
        System.out.println( settings.getDarkMode()
        	+" " + settings.getFontSize() );
    }
}

package singleton.before;

public class SecondPage{
	
    private Settings settings = new Settings();
    
    public void printSettings (){
        System.out.println( settings.getDarkMode()
        	+" " + settings.getFontSize() );
    }
}

package singleton.before;

public class MyProgram{
	public static void main(String[] args) 
    {
    	new FirstPage().setAndPrintSettings();
        new SecondPage().printSettings();
    }
}

After

Settings class 수정

package singleton.after;

public class Settings {
	private Settings () {};		// 다른 클래스에서 new로 객체생성 접근 제한
    private static Settings settings = null;
    
    
    //--------------------------------------------------------
    
    public static Settings getSettings () {
    	if (settings == null) {
        	settings = new Settings();
        }
        return settings;
    }
    
    /*
    객체를 하나만 생성할 수 있도록 제한을 두고
   	추가적으로 getSettings메서드를 호출하면 기존에 생성된
    new Setting(); 객체를 반환
    이떄, static으로 선언했기 때문에 정적 메모리 공간에 위치되고
    바로 호출할 수 있다. 또한, 객체의 속성을 공유한다.
    */
    //--------------------------------------------------------
    
    private boolean darkMode = false;
    private boolean fontSize = 13;
    
    public boolean getDarkMode() { return darkMode; }
    public int getFontSize() { return fontSize; }
    
    public void setDarkMode ( boolean _darkMode ) {
    	darkMode = _darkMode;
    }
    public void setFontSie ( int _fontSize ) {
    	fontSie - _fontSize;
    }
}

실행결과

Before에서는 FirstPage와 SecondPage가 각각 객체를 생성하였기 때문에 FirstPage에서 실행한 Dark모드가 SecondPage에는 반영되지 않았다.

하지만, 싱글톤 패턴을 사용함으로써 FirstPage에서 실행한 DarkMode가 SecondPage에도 반영되었다.