싱글톤 패턴이란?
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싱글톤 패턴은 객체의 인스턴스가 오직 1개만 생성되는 디자인 패턴을 의미한다.
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보통 데이터베이스 연결 모듈에 많이 사용한다.
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton() {
// 생성자는 외부에서 호출못하게 private 으로 지정해야 한다.
}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
public void say() {
System.out.println("hi, there");
}
}
// 객체를 미리 생성해두고 가져오는 가장 단순하고 안전한 방법
Java
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싱글톤 패턴의 장점
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메모리 측면
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최초 한번의 new 연산자를 통해서 고정된 메모리 영역을 사용하기 때문에 추후 해당 객체에 접근할 때 메모리 낭비를 방지할 수 있다.
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이미 생성된 인스턴스를 활용하기 때문에 속도 측면에서도 이점이 있다.
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데이터 공유
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싱글톤 인스턴스가 전역으로 사용되는 인스턴스이기 때문에 다른 클래스의 인스턴스들이 접근하여 사용할 수 있다.
※ 여러 클래스의 인스턴스에서 싱글톤 인스턴스의 데이터에 동시에 접근하게 되면
동시성 문제가 발생할 수 있으니 이점을 유의해서 설계하는 것이 좋다.
싱글톤 패턴의 단점
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코드 자체가 많이 필요하다.
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정적 팩토리 메서드에서 객체 생성을 확인하고 생성자를 호출하는 경우에 멀티스레드 환경에서 발생할 수 있는 동시성 문제 해결을 위해 syncronized 키워드를 사용해야 한다.
멀티 스레드 환경에서 안전한 싱글톤을 만드는 방법?
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테스트하기 어렵다.
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싱글톤 인스턴스는 자원을 공유하고 있기 때문에 테스트가 격리된 환경에서 수행되려면 매번 인스턴스의 상태를 초기화시켜주어야 한다.
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그렇지 않으면 어플리케이션 전역에서 상태를 공유하기 때문에 테스트가 온전하게 수행되지 못한다.
→ 단위 테스트는 테스트가 서로 독립적이어야 하며 테스트를 어떤 순서로든 실행할 수 있어야 한다. 하지만 싱글톤 패턴은 미리 생성된 하나의 인스턴스를 기반으로 구현하는 패턴이므로 각 테스트마다 독립적인 인스턴스를 만들기가 어렵다. 따라서 TDD를 할 때 걸림돌이 된다.
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의존 관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존하게 된다.
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new 키워드를 직접 사용하여 클래스 안에서 객체를 생성하고 있으므로 이는 SOLID 원칙 중 DIP를 위반하게 되고 OCP 원칙 또한 위반할 가능성이 높다.
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DIP 위반 : DIP는 상위 모듈이 하위 모듈에 의존하지 않도록 둘 다 추상화에 의존하게 하는 원칙이다. 하지만 싱글톤 패턴에서는 클라이언트가 싱글톤 클래스의 인스턴스에 직접 의존하게 된다. 즉, 클라이언트는 싱글톤 클래스와 긴밀하게 결합되어 있어 싱글톤 클래스가 변경되면 클라이언트도 영향을 받게 된다. 이는 DIP를 위반하게 되는 것.
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OCP 위반: OCP는 클래스는 확장에 대해서는 개방되어야 하고, 변경에 대해서는 폐쇄되어야 한다는 원칙이다. 싱글톤 패턴에서 클라이언트가 싱글톤 클래스에 의존하게 되면, 싱글톤 클래스가 변경될 때 클라이언트의 코드 또한 변경되어야 하기 때문에 OCP를 위반하게 된다.
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이외에도 자식 클래스를 만들수 없다는 점, 내부 상태를 변경하기 어렵다는 점 등 여러가지 문제들이 존재하며 결과적으로 이러한 문제들을 안고있는 싱글톤 패턴은 유연성이 많이 떨어지는 패턴이라고 볼 수 있다.
싱글톤 패턴은 오직 한 개의 인스턴스 생성을 보증하여 효율을 찾을 수 있지만 그에 못지않게 수반되는 문제점도 많다. 싱글톤 패턴은 안티 패턴으로 불릴 만큼 단독으로 사용한다면 객체 지향에 위반되는 사례가 많다. 스프링 컨테이너 같은 프레임워크의 도움을 받으면 싱글톤 패턴의 문제점을 보완하며 장점의 혜택을 누릴 수 있다. 실제로 스프링 빈은 컨테이너의 도움을 받아 싱글톤 스콥으로 관리되고 있다.
