싱글톤 패턴

<싱글톤 패턴 규칙>
1. 인스턴스를 오직하나만 만들며, new 사용 x
2. 그 인스턴스에 글로벌하게 접근할수 있는 방법을 제공해야함

• New 를사용하면 안됌
  =>private 생성자. (아무데서나 막 호출하면 안돼니까)

• 글로벌 접근
  => static 메서드 안에 private 생성자를 만들자

• 하지만 new를 사용함으로 생성할떄마다 서로 다른 인스턴스가 나오므로 규칙 1을 위반함

• instance가 없다면, 즉 만들어 지지 않았다면 새로 만들고 아니면(기존 인스턴스가 존재하면) 그 인스턴스를 반환함.
  -> 매번 같은 인스턴스 반환

• 하지만 이 방식은 우리가 주로 사용하는 웹 애플리케이션에서 주로 사용하는 멀티쓰레드 방식에서 큰 오점이 있다.

• If 문 조건검사에서 쓰레드 1 이 통과되고 새로운 인스턴스를 만드는 그 순간에 쓰레드2가 if 조건문을 통과해 똑같이 인스턴스를 만들수 있다. 쓰레드 1, 쓰레드 2가 각각 다른 스레드들을 생성한다.

해결방법

방법1 .Synchronized

• Synchronized 명령어사용 = 하나의 쓰레드만 들어오도록 허락함.

  문제점: 호출시 매번 동기화 떄문에 성능저하도 생김

방법 2. 이른 초기화

• 성능에 좀더 신경쓰고 싶고 인스턴스를 나중에 만들 필요가 없다고 생각하면 이른초기화 방법 사용

• “이른 초기화” 방법으로 초기화시 아예 인스턴스를 생성해서 주입시킴.
  -> 여러쓰레드가 와도 바로 초기화된 인스턴스를 반환하기떄문에 틈이 다른쓰레드들이 들어올 틈이 없다.

• 문제점: 이 방법은 초기화시 인스턴스를 생성함으로 인스턴스 비용과 사용여부 (만들어놓고 사용 x) 을 고려해야함

그래서 사용이 될떄만들면서 synchronized 사용하기 싫을때는??

방법 3.Double checked locking

• If문 안쪽에 synchronized 코드를 통해 한번더 검사해준다

• 쓰레드 1 이 if문 통과 ->synchronized 진입 , 그때 쓰레드 2도 if문을 통과했지만 synchronized 코드 때문에 그 안으로는 들어갈수없고 대기

• 그사이 쓰레드 1이 인스턴스를 만들고 반환, 쓰레드 2는 이제서야 진입하지만 이미 인스턴스가 만들어 져있음으로 인스턴스 반환

• 이 방법은 매번 메서드 호출시 synchronized를 사용하지 않는다 if문 =(인스턴스가 존재하는경우)

• 문제점:복잡함

잠깐! volatile이란?

Volatile

• volatile로 선언된 변수가 있는 코드는 최적화되지 않는다.
• volatile 키워드는 변수를 'Main Memory에 저장하겠다'라고 명시하는 것이다.
• 변수의 값을 Read할 때마다 CPU cache에 저장된 값이 아닌, Main Memory에서 읽는 것이다.
• 또한 변수의 값을 Write할 때마다 Main Memory에 작성하는 것이다.

방벙4. static inner class

• 안전하면서도 방법3처럼 복잡하지 않음

• 메서드 호출시 인스턴스를 만들기 떄문에 레이지 로딩도 가능함 / 가장 간단해서 권장하는 방법중 하나이다.

• 필요할때만 호출가능 + 간편함 +static 글로벌 접근 + final

이렇게 다양한 방법으로도 사용가능하지만 대표적인 방법들을 알아보자

싱글톤 깨뜨리기

리플렉션

• 첫줄에 있는 getInstance() 는 우리가 방법4 에서 구현한대로 잘 나온 인스턴스

• 두번째는 리플렉션을 사용해서 만든 인스턴스이이다. (위 인스턴스는 다르다)/ 두번쨰는 new를 사용하여 인스턴스를 만든것과 흡사함.

• setAcceible(true) 를 통해 pritvate 접근제어자였던 생성자에게 접근 가능해진다.

직렬화/역직렬화

• 해당 클래스는 Serializabled 인터페이스를 구현해야함/그래야 직렬화,역직렬화 사용가능

• 직렬화 : object를 file 형태로 디스크에 저장하는 방법
• 역직렬화 : 그반대로 file을 읽어 object 생성 -> object가 다시 '생성' 되는것이니 만들어 질때 생성자를 이용해 다른 인스턴스를 다시 생성해줌

싱글톤 깨뜨리기 대응방안

리플렉션-Enum

• 자바에서 enum에 대한 리플렉션을 막아놨기때문에 유일한 인스턴스가 보장이 된다.

• 단점은 Enum은 자바에서 미리만들어 두기떄문에 자원낭비가 가능하다.

• Enum은 내부적으로 Serializabled 인터페이스를 구현하고 있다. 그렇기 때문에 직렬화/역직렬화가 가능하며 또 다른 중요한 포인트는 역직렬화시 어떠한 장치가 필요로 하지않고 똑같은 인스턴스 반환 가능하다.

역직렬화는 대응 가능

• 역직렬화시 생기는 문제는 구현시 readResolve() 라는 메서드 안에 우리가 만든 싱글톤 로직을 넣어주면 됀다.그렇게 되면 같은 인스턴스 생성 가능
  -> 역직렬화시에 readResolve() 를 사용하기 떄문

자바라이브러리 싱글톤

• Runtime 이라는 자바 라이브러리가 있는데 이 라이브러리는 싱글톤 패턴으로 구성되어 있다.
• 주로 애플리케이션 실행환경에 대한 코드를 수행한다.

싱글톤 Scope

• 주로 실무에서 Spring 사용한다는 가정하에 싱글톤 패턴과 가장가까운 방식이다.(정확히는 싱글톤 패턴이 아님)

• ApplicationContext 안에서 유일한 인스턴스로 관리해주는 것일뿐.