인프런 김영한 강사님의 스프링 핵심 원리 - 기본편 sec05

출처 : 스프링 핵심원리 - 기본편

🔱싱글톤 컨테이너

ex) 웹 애플리케이션
많은 고객이 동시 요청 => 스프링이 없는 순수 DI 컨테이너는 요청할 때마다 객체 생성 [메모리 낭비 극심]

이 문제의 해결 방안, 싱글톤 패턴(객체는 한 개 생성되고 공유되도록 설계)

싱글톤 패턴

클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이 => private 생성자를 사용해서 외부에서 임의로 new 키워드를 사용하지 못하도록 막음

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() {
    }

    public void logic() {
        System.out.println("싱글톤 객체 로직 호출");
    }
}

=> 호출때마다 같은 객체 인스턴스를 반환

🛑문제점

• 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어감

// 기본적으로 다 넣어야 함

    // 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() {
    }

• 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존 -> DIP를 위반
• 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성 HIGH
• 테스트하기 어려움
• 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어려움.
• private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어려움.
• 유연성이 떨어짐.
  안티패턴으로 불리기도 함

해결책

싱글톤 컨테이너

스프링 컨테이너는 싱글턴 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리함 => 즉, 싱글톤 컨테이너 역할 이렇게 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라 한다.

@Test
    @DisplayName("스프링 컨테이너와 싱글톤")
    void springContainer() {
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        // 1. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
        MemberService memberService1 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);

        // 2. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
        MemberService memberService2 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);

        // 참조값이 같은 것을 확인
        System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
        System.out.println("memberService2 = " + memberService2);

        // memberService1 == memberService2
        assertThat(memberService1).isSameAs(memberService2);
    }

이미 만들어진 객체를 공유하여, 효율적으로 재사용 가능!

🚨싱글톤 방식의 주의점

1. 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안 됨! => 무.조.건. 무상태(stateless)로 설계해야 함!
2. 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안 됨.
3. 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안 됨! => 가급적 읽기만 가능
4. 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는, 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야 함!
   스프링 빈의 필드에 공유 값을 설정하면 정말 큰 장애가 발생할 수 있다!!!

// 대표적인 문제점

public class StatefulService {
    private int price; //상태를 유지하는 필드

    public void order(String name, int price) {
        System.out.println("name = " + name + " price = " + price);
        this.price = price; //여기가 문제!
    }

    public int getPrice() {
        return price;
    }
}

class StatefulServiceTest {
    @Test
    void statefulServiceSingleton() {
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
        StatefulService statefulService1 = ac.getBean("statefulService", StatefulService.class);
        StatefulService statefulService2 = ac.getBean("statefulService", StatefulService.class);

        // ThreadA: A사용자 10000원 주문
        statefulService1.order("userA", 10000);

        // ThreadB: B사용자 20000원 주문
        statefulService2.order("userB", 20000);

        // ThreadA: 사용자A 주문 금액 조회
        int price = statefulService1.getPrice();

        // ThreadA: 사용자A는 10000원을 기대했지만, 기대와 다르게 20000원 출력
        System.out.println("price = " + price);
        Assertions.assertThat(statefulService1.getPrice()).isEqualTo(20000);
    }

    static class TestConfig {
        @Bean
        public StatefulService statefulService() {
            return new StatefulService();
        }
    }
}

/* 결과값
name = userA price = 10000
name = userB price = 20000
price = 20000
*/

@Configuration과 싱글톤

AppConfig를 보면 각각 다른 2개의 객체가 생성될 것 같은데, 그렇지 않다!
모두 다 같은 인스턴스가 공유되어 사용됨!

public class ConfigurationSingletonTest {

    @Test
    void configurationTest() {
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        MemberServiceImpl memberService = ac.getBean("memberService", MemberServiceImpl.class);
        OrderServiceImpl orderService = ac.getBean("orderService", OrderServiceImpl.class);
        MemberRepository memberRepository = ac.getBean("memberRepository", MemberRepository.class);

        // 모두 같은 인스턴스를 참고하고 있다.
        System.out.println("memberService -> memberRepository = " + memberService.getMemberRepository());
        System.out.println("orderService -> memberRepository = " + orderService.getMemberRepository());
        System.out.println("memberRepository = " + memberRepository);

        // 모두 같은 인스턴스를 참고하고 있다.
        assertThat(memberService.getMemberRepository()).isSameAs(memberRepository);
        assertThat(orderService.getMemberRepository()).isSameAs(memberRepository);
    }
}

@Configuratinon 과 바이토코드 조작 라이브러리

클래스 정보를 출력해보면 순수 클래스라면 class hello.core.AppConfig라고 추력 되지만, class hello.core.AppConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$bd479d70 라고 출력되는 걸 볼 수 있음!

WHY?
CGLIB 기술
스프링이 바이트 조작 라이브러리를 이용해서 AppConfig클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록함! => 이 임의의 클래스가 싱글톤을 보장해 줌!

// CGLIB 예상 코드
@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
	}
}

@Configuration을 안하고 @Bean만 쓰면?

@Configuration을 붙이면 CGLIB 기술을 사용해서 싱글톤을 보장하지만, 얘가 없으면 싱글톤을 보장하지 않음

그냥 스프링 설정 정보는 항상 with @Configuration