[디자인 패턴] 싱글톤 패턴(singleton pattern)

💡 디자인 패턴이란?: 프로그램 설계할 때 발생했던 문제점들을 객체 간의 상호 관계 등을 이용하여 해결할 수 있도록 하나의 규약 형태로 만들어 놓은 것을 의미한다!

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싱글톤 패턴

: 하나의 클래스에 오직 하나의 인스턴스만 가지는 패턴이다.

• 하나의 클래스를 기반으로 여러 개의 개별적인 인스턴스를 만들 수 있지만, 그렇게 하지 않고 하나의 클래스를 기반으로 단 하나의 인스턴스를 만들어 이를 기반으로 로직을 만드는 데 쓰이며, 보통 데이터베이스 연결 모듈에 많이 사용된다!

장점

• 하나의 인스턴스를 만들어 놓고 해당 인스턴스를 다른 모듈들이 공유하며 사용하기 때문에 생성할 때 비용이 적게 즘

 

단점

• 모듈 간 결합을 강하게 만들기 때문에 의존성(종속성)이 높아짐
• TDD를 할 때 걸림돌이 됨
  • 단위 테스트는 테스트가 서로 독립적이어야 하며 어떤 순서로든 테스트를 실행할 수 있어야 하지만,
  • 싱글톤 패턴은 미리 생성된 하나의 인스턴스를 기반으로 구현하는 패턴이므로 각 테스트마다 독립적인 인스턴스를 만들기가 어려움

 

예제 코드

class Singleton {
    private static class singleInstanceHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return singleInstanceHolder.INSTANCE;
    }
}

public class HelloWorld{ 
     public static void main(String []args){ 
        Singleton a = Singleton.getInstance(); 
        Singleton b = Singleton.getInstance(); 
        System.out.println(a.hashCode());
        System.out.println(b.hashCode());  
        if (a == b){
         System.out.println(true); 
        } 
     }
}

중첩 클래스를 이용해서 만드는 방법이 가장 대중적임

• singleInstanceHolder 클래스를 기반으로 객체를 선언했기 때문에 한 번만 로드됨
  • 싱글톤 클래스의 인스턴스는 애플리케이션 당 하나만 존재
  • 클래스가 두번 로드되지 않기 때문에 두 스레드가 동일한 JVM에서 2개의 인스턴스를 생성할 수 있음
• 싱글톤 클래스가 로드될 때 클래스가 메모리에 로드되지 않고 어떠한 모듈에서 getInstance() 메서드가 호출할 때 싱글톤 객체를 최초 생성 및 리턴하게 됨

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의존성 주입

• 위의 단점과 같이 싱글톤 패턴은 결합도가 높다는 단점을 해결하기 위해 의존성 주입을 통해 모듈 간의 결합을 조금 더 느슨하게 만들 수 있음
• 메인 모듈이 직접 다른 하위 모듈에 대한 의존성을 주기보다는
  • 중간에 의존성 주입자가 이 부분을 가로채 메인 모듈이 간접적으로 의존성을 주입하는 방식

장점

• 모듈들을 쉽게 교체할 수 있는 구조가 되어 테스팅하기 쉽고 마이그레이션하기도 수월해짐
• 구현할 때 추상화 레이어를 넣고 이를 기반으로 구현체를 넣어 주기 때문에 애플리케이션 의존성 방향이 일관됨
• 애플리케이션을 쉽게 추론할 수 있음
• 모듈 간의 관계들이 조금 더 명확해짐

 

단점

• 모듈들이 더욱 더 분리되므로 클래스 수가 늘어나 복잡성이 증가될 수 있음
• 약간의 런타임 패널티가 생기기도함

 

의존성 주입 원칙

“상위 모듈은 하위 모듈에서 어떠한 것도 가져오지 않아야 하고 둘 다 추상화에 의존해야 하며, 추상화는 세부 사항에 의존하지 말아야 한다”