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싱글톤 패턴
클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다.
싱글톤 관련 예제코드는 모두 test 에서 생성하고 실행한다. (독립적으로 테스트할것이므로)
싱글톤 패턴 이해를 위한 관련된 예제 코드
public class SingletonService {
//1. static 영역에 객체를 딱 1개만 생성해둔다.
private static final SingletonService instance = new SingletonService();
//2. public으로 열어서 객체 인스터스가 필요하면 이 static 메서드를 통해서만 조회하도록 허용한다.
public static SingletonService getInstance() {
return instance;
}
//3. 생성자를 private으로 선언해서 외부에서 new 키워드를 사용한 객체 생성을 못하게 막는다.
private SingletonService() {
}
}
///test code
@Test
@DisplayName("싱글톤 패턴을 적용한 객체 사용")
void singletonServiceTest() {
SingletonService singletonService1= SingletonService.getInstance();
SingletonService singletonService2= SingletonService.getInstance();
//static field 라서 객체생성없이 바로 가능
assertThat(singletonService1).isSameAs(singletonService2);
//진짜로 인스턴스가 같은지 비교 ( 객체==객체 ) , 결과:당연히 같아서 성공
}
static영역에 객체instance를 미리 하나 생성해서 올려둔다.- 이 객체 인스턴스가 필요하면 오직
getInstance()메서드를 통해서만 조회할 수 있다. 이 메서드를 호출하면 항상 같은 인스턴스를 반환한다. - 딱 1개의 객체 인스턴스만 존재해야 하므로, 생성자를
private으로 막아서 혹시라도 외부에서new키워드로 객체 인스턴스가 생성되는 것을 막는다. (java 기본기 판가름)
테스트 결과, 호출할 때 마다 같은 객체 인스턴스를 반환하는 것을 확인할 수 있다.
( 참고: 싱글톤 패턴을 구현하는 방법은 여러가지가 있다. 여기서는 객체를 미리 생성해두는 가장 단순하고 안전한 방법 사용)
다른 곳에서 new로 객체를 생성하려고 하면 다음과 같이 컴파일 오류 발생
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.
등등 더 많음 ( pdf 보기)
싱글톤(==스프링) 컨테이너
스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결 + 객체 인스턴스를 싱글톤(1개만 생성)으로 관리함. (스프링 빈이 바로 싱글톤으로 관리되는 빈이다.)
- 스프링 컨테이너는 싱글턴 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.
- 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을
싱글톤 레지스트리라 한다. - ★ 스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글턴 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글톤으로 유지할 수 있다. ★
DIP, OCP, 테스트, private 생성자로 부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있음!!
싱글톤 패턴 주의점 ( 실무에서 굉장히 중요 )
여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지
(stateful)하게 설계하면 안된다.
즉, 무상태(stateless)로 설계해야 한다.
- 특정 클라이언트에 의존적인 필드 or 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다.
- 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는, 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야 한다.
- 가급적 읽기만 가능해야 한다.
실제 어떻게 문제가 발생하는지에 대한 기본적인 코드 예제가 궁금하면 pdf를 켜서 확인하자.
매우매우 쉽게 설계해주셔서 눈으로 보고 이해하면 된다.
(실무에서는 자손 관계 등 복잡한 곳에서 이런 문제가 발생하게 되어 찾기 어렵다.)
@Configuration
스프링 컨테이너는 싱글톤 레지스트리다. 따라서 스프링 빈이 싱글톤이 되도록 보장해주어야 한다. 그런데 스프링이 자바 코드까지 어떻게 하기는 어렵다.
AppConfig.java 자바 코드를 보면 memberRepository()와 같은 메소드는 분명 3번 호출되어야 하는 것이 맞다.
그래서 스프링은 클래스의 바이트코드를 조작하는 라이브러리를 사용한다.
모든 비밀은 @Configuration 적용과 관계가 있다.
@Test
void configurationDeep() {
ApplicationContext ac = new
AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
//AppConfig도 스프링 빈으로 등록된다.
AppConfig bean = ac.getBean(AppConfig.class);
System.out.println("bean = " + bean.getClass());
}- 사실
AnnotationConfigApplicationContext에 파라미터로 넘긴 값은 스프링 빈으로 등록된다. 그래서AppConfig도 스프링 빈이 된다. AppConfig의 bean 추출 후getClass()로 sysout 해보면 다음과 같다.
bean = class hello.core.AppConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$bd479d7
(순수한 클래스라면class hello.core.AppConfig이렇게 나와야됨)- 스프링이
CGLIB라는 바이트코드 조작 라이브러리를 사용해서AppConfig클래스
를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록한 것이다. - 그 임의의 다른 클래스가 바로 싱글톤이 보장되도록 해준다.
참고 :
AppConfig@CGLIB는AppConfig의 자식 타입이므로,AppConfig타입으로 조회 할 수 있는 것이다.
그러면 새로 만들어진 AppConfig@CGLIB 의 코드는 어떻게 구성돼있을까?
memberRepository 부분만 어떨지 예상해보면 이런 식일 것이다.
(실제로는 CGLIB의 내부 기술을 사용하는데, 매우 복잡)
@Bean
public MemberRepository memberRepository() {
if (memoryMemberRepository가 이미 스프링 컨테이너에 등록되어 있으면?) {
return 스프링 컨테이너에서 찾아서 반환;
} else { //스프링 컨테이너에 없으면
기존 로직을 호출해서 MemoryMemberRepository를 생성하고 스프링 컨테이너에 등록
return 반환
}
}@Bean이 붙은 메서드마다 이미 스프링 빈이 존재하면 존재하는 빈을 반환하고, 스프링 빈이 없으면 생성해서 스프링 빈으로 등록하고 반환하는 코드가 동적으로 만들어진다.- 덕분에 싱글톤이 보장되는 것이다
@Configuration 을 적용하지 않고, @Bean 만 적용하면?
-
AppConfig가 CGLIB 기술 없이 순수한AppConfig로 스프링 빈에 등록된다. -
AppConfig.java의memberRepository()가 총 3번 호출된다.
1번은@Bean에 의해 스프링 컨테이너에 등록하기 위해서이고, 2번은 각각memberRepository()를 호출하면서 발생한 코드다. -
당연히 인스턴스가 같은지 테스트 하는 코드도 실패하고, 각각 다 다른
MemoryMemberRepository인스턴스를 가지고 있다.정리
-
@Bean만 사용해도 스프링 빈으로 등록되지만, 싱글톤을 보장하지 않는다. -
memberRepository()처럼 의존관계 주입이 필요해서 메서드를 직접 호출할 때 싱글톤을 보장하지 않는다. -
★크게 고민할 것이 없다. 스프링 설정 정보는 항상
@Configuration을 사용하자.★
