[디자인패턴]싱글톤(Singleton)패턴

싱글톤

싱글톤 개념

• 싱글톤은 하나의 클래스 인스턴스를 전역적으로 공유하기 위한 디자인 패턴으로, 해당 클래스의 인스턴스가 오직 하나만 생성되고 어디서든 접근 가능하도록 보장한다.
• 클래스 내부에서 생성자를 private으로 선언하고, 유일한 인스턴스를 반환하는 정적 메서드를 제공한다. 
• 다수의 객체 생성을 피하고 공유 리소스를 효율적으로 활용하는 패턴이다.

※디자인 패턴: 소프트웨어를 보다 모듈화하고 확장가능하며 유지보수가 쉽도록 만드는 해결책을 정리한 것이다

 

 

 

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싱글톤 생성

예제 -> 문제점 -> 새로운 예시를 드는 방식으로 설명하겠다

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueInstance; //하나뿐인 정젹 변수로 객체 선언

    private Singleton(){} //생성자 private으로 선언해서 외부에서 못만들게함

    public static Singleton getInstance(){
        if(uniqueInstance == null){ //객체가 없으면 싱글톤 객체 생성
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

⇒ 문제점: 멀티 쓰레드 상황에서 문제가 생기는데 이유는 만일 2개의 쓰레드가 getInstance() 메서드에 접근했는데 둘다 null이 반환되어 생성하게 되면 2개의 객체가 생성되어버린다.

 

⇒ 멀티쓰레드 해결법: 메서드에 synchronized를 추가하게되면 한 스레드가 메소드 사용을 끝내기 전까지 다른 스레드는 기다려야한다. 

 

 

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueInstance; //하나뿐인 정젹 변수로 객체 선언

    private Singleton(){} //생성자 private으로 선언해서 외부에서 못만들게함

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (uniqueInstance == null) { // 객체가 없으면 싱글톤 객체 생성
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

⇒ 문제점: 동기화할때 시간이 더 걸려버림

 

=>동기화문제점 해결법: 미리 정적 초기화부분에서 인스턴스 생성

 

public class Singleton {
    //private static Singleton uniqueInstance; //하나뿐인 정젹 변수로 객체 선언
    private static Singleton uniqueInstance = new Singleton(); //정적 초기화 부분에서 Singleton 인스턴스를 생성한다.

    private Singleton(){} //생성자 private으로 선언해서 외부에서 못만들게함

    public static Singleton getInstance(){  //위에 객체 생성했으므로 synchronized 삭제가능
        /*
        if(uniqueInstance == null){ //객체가 없으면 싱글톤 객체 생성
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
         */
        return uniqueInstance;
    }
}

 

 

 

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궁금한 점과 결론

궁금했던 것

1. 모든 메소드와 변수가 static으로 선언한 클래스를 만들어도 되지 않나요?
   • 부분적으로는 맞을 수 있다. 필요한 내용이 클래스에 모두 들어있고, 복잡한 초기화가 필요없는 경우면 가능하다
2. ‘느슨한 결합’ 싱글톤은 느슨한 결합 원칙에 위배되지 않나요?
   • 싱글턴 패턴의 문제점으로 종종 제기되는 내용이다. 싱글턴을 바꾸면 연결된 모든 객체도 바꿔야 될 가능성이 높다.

 

결론

• 멀티스레딩 환경에서 전통적인 형태의 싱글턴 구현은 문제가 생길 수가 있다.
• 따라서 정적 변수를 활용했고, 정적 변수 선언시에 값을 할당해서 활용한다
• 복수개의 스레딩이 접근하는 부분을 synchrized를 활용해서 해결한다
• DCL(Double-checked Locking)방식을 통해 동기화되는 부분을 줄인다