싱글톤과 정적클래스

supway·2022년 10월 11일

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Singleton 이란?

=> 클래스의 인스턴스를 하나만 생성하고, 어디서든 그 인스턴스를 참조할 수 있도록 하는 패턴
=> 생성자가 여러 번 호출해도 실제로 생성되는 객체는 하나

싱글톤을 쓰는 이유

고정된 메모리 영역을 가지고 하나의 인스턴스만 사용하기 때문에 메모리 낭비 방지
싱글톤 클래스의 인스턴스는 전역이기 때문에 다른 클래스의 인스턴스들이 데이터를 공유하기 쉬움
DBCP (Database Connection Pool)처럼 공통된 객체를 여러 개 생성해야 하는 상황에 많이 사용

싱글톤 구현

1. Eager initialization

public class EagerSingleton{
	private static EagerSignleton instance=new EagerSingleton();
    
    private EagerSingleton(){
    }
    
    public static EagerSingleton getInstance(){
    	return instance;
    }
		
}

장점 : 속도가 빠름
단점 : 클라이언트에서 사용하지 않더라도 인스턴스가 항상 생성됨(메모리 낭비), 예외처리 할 수 있는 방법이 없음

2. Static block initialization

public class StaticBlockSingleton {

    private static StaticBlockSingleton instance;

    private StaticBlockSingleton(){}

    static{
        try{
            instance = new StaticBlockSingleton();
        }catch (Exception e){
            throw new RuntimeException("싱글톤 객체 생성 오류");
        }
    }

    public static StaticBlockSingleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

장점 : initialization과 유사하지만 인스턴스가 static block 안에서 생성돼서 예외 처리 가능
단점 : 여전히 처음에 인스턴스가 생성됨

3. Lazy initialization

public class LazyInitializationSingleton {

    private static LazyInitializationSingleton instance;

    private LazyInitializationSingleton(){}

    public static LazyInitializationSingleton getInstance(){
        if (Objects.isNull(instance)) {
            instance = new LazyInitializationSingleton();
        }
        return instance;
    }
}

장점 : getInstance() 호출 이외에 인스턴스를 생성하지 않음, Eager initialization의 단점을 보완
단점 : Non Thread Safe

4. Thread safe initialization

public class ThreadSafeSingleton {

    private static ThreadSafeSingleton instance;

    private ThreadSafeSingleton(){}

    public static synchronized ThreadSafeSingleton getInstance(){
        if (instance==null) {
            instance = new ThreadSafeSingleton();
        }
        return instance;
    }
}

장점 : Thread Safe ( Synchronized 이용해서 하나의 스레드만 접근 가능하도록 설정 )
단점 : 성능이 비효율적

5. Double-Checked Locking

public class DoubleCheckedLockingSingleton {

    private static DoubleCheckedLockingSingleton instance=null;

    private DoubleCheckedLockingSingleton(){}

    public static DoubleCheckedLockingSingleton getInstance(){
        if (Objects.isNull(instance)) {
            synchronized (DoubleCheckedLockingSingleton.class){
                instance = new DoubleCheckedLockingSingleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

Null 체크를 synchronized 블록 밖에서 한번, 안에서 한번 총 두 번 실행 밖에서 하는 체크는 인스턴스가 있는 경우 빠르게 리턴하기 위해서 안쪽에서 하는 체크는 인스턴스가 생성되지 않는 경우 하나의 인스턴스만 생성하기 위해서

6. Bill Pugh Solution

public class BillPughSingleton {

    private static BillPughSingleton instance=null;

    private static class SingletonHelper{
        private static final BillPughSingleton INSTANCE = new BillPughSingleton();
    }

    public static BillPughSingleton getInstance(){
        return SingletonHelper.INSTANCE;
    }
}

Double Checked 에 비해 구현이 간단
Lazy Loading이 가능, Thread Safe

정적 클래스란?

=> 모든 메소드가 static인 클래스를 지칭
=> inner static class를 뜻하기도 함

정적 클래스를 쓰는 이유

상태를 가지고 있지 않고 global access 를 제공할 때 유용
Static은 컴파일 할 때 static binding 으로 싱글톤보다 좀 더 빠름
클래스 자체에 static 을 붙여 사용할 수 없음 (inner class일 때만 가능)

1. Static Variable

메모리에 고정적으로 할당되어, 프로그램이 종료될 때 해제되는 변수

2. Static Method

객체 생성 없이 메소드 바로 호출 가능
객체 생성 없이 접근하는 메소드이므로 static이 아닌 변수는 사용 불가능

3. Static Class

Static Nested Class
외부클래스 자원 중 static 이 붙은 것만 사용 가능