김영한 강사님 - 스프링 핵심 원리 기본편
을 수강하고 정리한 글 입니다.
싱글톤 컨테이너
웹 애플리케이션과 싱글톤
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스프링은 온라인 서비스 기술을 지원하기 위한거
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대부분의 스프링 애플리케이션은 웹 애플리케이션임
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웹 애플리케이션은 보통 여러 고객이 동시에 요청함
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싱글톤 컨테이너 적용안하면
@Test
@DisplayName("스프링 없는 순수한 DI컨테이너")
void pureContainer(){
AppConfig appConfig = new AppConfig();
//1번 고객 요청
MemberService memberService1 = appConfig.memberService();
//2번 고객 요청
MemberService memberService2 = appConfig.memberService();
//참조값이 다른거 확인
System.out.println(memberService1); //hello.core.member.MemberServiceImpl@2133814f
System.out.println(memberService2); //hello.core.member.MemberServiceImpl@4c15e7fd
// 테스트 : memberService1 != memberService2
Assertions.assertThat(memberService1).isNotSameAs(memberService2);
}--> 순수한 DI컨테이너는 요청을 할 때마다 객체를 새로 생성하게됨(메모리 낭비가 심함)
해결방안은 해당 객체가 딱 1개만 생성되고, 공유하도록 설계하면 됨.--> 싱글톤 패턴
싱글톤 패턴
- 싱글톤 패턴
- 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴
- 객체 인스턴스를 2개 이상 생성하기 못하도록 막아야됨
- private 생성자를 사용해서 외부에서 임의로 new 키워드를 사용하지 못하도록 해야됨
public class SingletonService {
//1. static 영역에 객체를 딱 1개만 생성
private static final SingletonService instance = new SingletonService();
//2. public으로 열어서 객체 인스턴스가 필요하면 이 static 메소드를 통해서만 조회하도록 허용
public static SingletonService getInstance(){
return instance;
}
//3. 생성자의 접근제어자를 private으로 선언해서 외부에서 new 키워드를 통해 생성 못하게 막는다
private SingletonService(){}
public void logic(){
System.out.println("싱글톤 객체 로직 호출");
}
}--> 싱글톤 패턴 적용 : 고객이 요청할때마다 새로운 객체를 생성하는게아닌, 이미 있는 객체를 공유해서 메모리를 효율적으로 사용
- 싱글톤 패턴의 문제점
- 의존관계상 구체 클래스에 의존함 -> DIP 위반
- 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP원칙을 위반할 가능성이 높음
- 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어려움
- private생성자로 인해 자식 클래스를 만들기 어려움(super()가 호출안됨)
- 결론적으로 유연성이 떨어짐
- 안티패턴으로 불리기도함
싱글톤 컨테이너
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싱글톤 컨테이너
- 스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리함
- 스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을함, 컨테이너는 객체를 하나만 생성해서 관리함
- 결과적으로, 싱글톤 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글턴으로 유지 할 수 있음
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싱글톤 컨테이너 적용 후
--> 요청이 올때 마다 , 이미 생성된 객체를 공유해서 효율적으로 재사용 할 수 있음
참고로, 스프링의 빈 등록 방식은 싱글톤이지만, 요청이 올때마다 새로운 객체를 생성해서 반환하는 기능도 제공함
싱글톤 방식의 주의점
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싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지하게 설계하면안됨
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무상태(stateless)로 설계해야됨
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특정 클라이언트에 의존적인 필드값이 있으면 안됨
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특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안됨
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가급적 읽기만 가능하도록
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필드 대신에 자바에서 공유되지 않는, 지역 변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야됨
public class StatefulService { private int price;//상태를 유지하는 필드 public int getPrice() { return price; } public void order(String name, int price){ System.out.println("name = " + name + " price = " + price); this.price = price; //필드값 변경 -> 이게문제 } }
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테스트
@Test
void statefulServiceSingleton(){
ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
StatefulService statefulService1 = ac.getBean("statefulService", StatefulService.class);
StatefulService statefulService2 = ac.getBean("statefulService", StatefulService.class);
//Thread A : A사용자 만원 주문
statefulService1.order("userA",10000);
//Thread B : B사용자 2만원 주문
statefulService1.order("userB",20000);
//Thread A : 사용자A가 주문 금액 조회
System.out.println("price = " +statefulService1.getPrice()); //2만원
Assertions.assertThat(statefulService1.getPrice()).isEqualTo(20000);
}- StatefulService 의 price 필드는 공유되는 필드인데, 특정 클라이언트가 값을 변경
- 사용자A의 주문금액은 10000원이 되어야 하는데, 20000원이라는 결과가 나옴
- 실무에서도 몇 년 꼴로 터지는 문제라고함...
- 스프링 빈은 무조건 무상태(필드값이 없게)로 설계하자
@Configuration과 싱글톤
- AppConfig.class 의 이상한 점..
@Configuration
public class AppConfig {
@Bean
public MemberService memberService(){
return new MemberServiceImpl(MemberRepository());
}
@Bean
public MemberRepository MemberRepository() {
return new MemoryMemberRepository();
}
@Bean
public OrderService orderService(){
return new OrderServiceImpl(MemberRepository(),discounPolicy() );
}
...-
memberService 빈을 만드는 코드를 보면 memberRepository()를 호출, 이 메서드를 호출하면 new MemoryMemberRepository() 를 호출한다.
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orderService 빈을 만드는 코드도 동일하게 memberRepository() 를 호출,이 메서드를 호출하면 new MemoryMemberRepository() 를 호출한다.
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즉 2개의 MemoryMemberRepository가 new로 생성되면서 싱글톤이 깨지는 것 처럼 보임.
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테스트
@Test
void configurationTest(){
ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
MemberServiceImpl memberService = ac.getBean("memberService", MemberServiceImpl.class);
OrderServiceImpl orderService = ac.getBean("orderService", OrderServiceImpl.class);
Assertions.assertThat(memberService.getMemberRepository()).isSameAs(orderService.getMemberRepositoty());
}임의로 MemberServiceImpl, OrderServiceImpl에 getMemberRepository() 메소드를 만들어 테스트해보면 같은것을 확인할 수 있었음
- AppConfig.class 각 @Bean메소드에서 sout으로 호출로그를 남겨봐도 각 1번씩만 호출됨
call AppConfig.memberService
call AppConfig.memberRepository
call AppConfig.orderService--> 왜 이렇게 되는건가? @Configuration 애노테이션 때문임
@Configuration과 바이트코드 조작의 마법
스프링 컨테이너는 싱글톤 레지스트리임 따라서 스프링 빈이 싱글톤이 되도록 보장해주어야 함
스프링이 자바 코드까지 어떻게 하기는 어렵다. AppConfig의 자바 코드를 보면 분명 memberRepository() 메소드는 3번 호출돼야함
따라서 스프링은 싱글톤을 보장해주기 위해, 클래스의 바이트코드를 조작하는 라이브러리를 사용함
@Test
void configurationDeep(){
AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
AppConfig bean = ac.getBean(AppConfig.class);
System.out.println("bean.getClass() = " + bean.getClass());//bean.getClass() = class hello.core.AppConfig$$SpringCGLIB$$0
}- AnnotationConfigApplicationContext 에 파라미터로 넘긴 값은 스프링 빈으로 등록됨, 그래서 AppConfig도 스프링 빈이 됨
- AppConfig 스프링 빈을 조회해서 getClass로 클래스 정보를 출력하면 위 주석처럼 출력이됨
- 순수한 자바클래스라면 "class hello.core.AppConfig" 처럼 출력이 돼야함
- 클래스명에 xxxCGLIB가 붙음
--> 스프링이 CGLIB라는 바이트코드 조작 라이브러리를 사용해서 AppConfig
클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록한 것
그 임의의 다른 클래스가 바로 싱글톤이 보장되도록 해줌. 아마도 다음과 같이 바이트 코드를 조작해서
작성되어 있을 것이다.(실제로는 CGLIB의 내부 기술을 사용하는데 매우 복잡할거임)
- AppConfig@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
}
}@Bean이 붙은 메소드마다 이미 스프링 빈이 존재하면 존재하는 빈을 반환하고, 없으면 새로 생성해서 스프링 빈으로 등록하고
반환 하는 코드가 동적으로 만들어짐 --> 싱글톤 보장
아무튼 스프링은 컨테이너에 등록된 빈을 이악물고 싱글톤으로 만든다
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@Configuration 을 적용하지 않고, @Bean만 적용하면 싱글톤이 보장이 안됨
- 실제로 지우고 실행시키면 memberRepository가 3번 호출되고, 각각 다른 인스턴스가 생김
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정리
- @Bean만 사용해도 스프링 빈으로 등록되지만, 싱글톤을 보장하지 않는다.
- memberRepository() 처럼 의존관계 주입이 필요해서 메서드를 직접 호출할 때 싱글톤을 보장하지
않는다 - 스프링 설정 정보는 항상 @Configuration 을 사용하자
