[Spring] 싱글톤 패턴

싱글톤 패턴은, 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다. 한 JVM 안에서는 객체 인스턴스가 딱 하나만 생성되도록 만드는 것이다. 결론은, 똑같은 타입의 객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 막아야 하는 것이다. 

 

코드로 살펴보자. 

package hello.core.singleton;

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");
    }
}

static 영역에 객체 instance를 미리 하나 생성하여 올려둔다. 그리고 이 객체 인스턴스가 필요하면 오직 getInstance() 메서드를 통해서만 조회할 수 있다. 이 메서드를 호출하면 항상 같은 인스턴스를 호출한다. 딱 1개의 객체 인스턴스만 존재해야 하므로, 생성자를 private로 막아서 혹시라도 외부에서 new 키워드로 객체 인스턴스가 생성되는 것을 막는다. 

 

싱글톤 패턴을 사용하는 테스트 코드를 보자.

@Test
@DisplayName("싱글톤 패턴을 적용한 객체 사용") 
public void singletonServiceTest() {
    //private으로 생성자를 막아두었다. 컴파일 오류가 발생한다.
    //new SingletonService();

    //1. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    SingletonService singletonService1 = SingletonService.getInstance();

    //2. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    SingletonService singletonService2 = SingletonService.getInstance();

    //참조값이 같은 것을 확인
    System.out.println("singletonService1 = " + singletonService1);
    System.out.println("singletonService2 = " + singletonService2);

    // singletonService1 == singletonService2
    assertThat(singletonService1).isSameAs(singletonService2);
    singletonService1.logic();
}

private로 new 키워드를 막아두었고, 코드를 실행해보면 위와 같이 같은 객체 인스턴스가 반환되는 것을 확인할 수 있다. 

 

이 싱글톤을 쉽게 적용하기 위해 스프링 컨테이너를 사용한다. 스프링 컨테이너를 사용하면 기본적으로 객체를 싱글톤으로 만들어 관리해준다.

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싱글톤 패턴을 적용하면 클라이언트가 요청이 올 때마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 사용할 수 있다. 하지만 싱글톤 패턴은 아래와 같은 수많은 문제점을 가지고 있다. 

1. 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다. 
2. 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다. → DIP 위반
3. 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다.
4. 테스트가 어렵다. 
5. 내부 속성을 변경하거나 초기화하기 어렵다. 
6. private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다. 
7. 결론적으로 유연성이 떨어진다. 

그런데, 스프링 프레임워크는 위와 같은 싱글톤 패턴의 문제점을 전부 해결할 수 있다. 

 

다음 포스팅에서 싱글톤 컨테이너의 역할에 대해 알아보자.