싱글톤 패턴과 싱글톤 컨테이너

싱글톤 패턴

한 클래스의 객체가 딱 1개만 사용되는 것을 보장하는 디자인 패턴.

→ private 생성자를 사용하여 외부에서 new 키워드를 사용하지 못하도록 막아야한다.

public class Singleton() {

	// private: 이 클래스 내에서만 사용
 	// static: 이 클래스의 모든 객체가 공유
 	// final: 변경 불가
	private static final Singleton instance = new Singleton();
	
	// private 생성자 -> 외부에서 new 사용 제한 -> 즉 윗라인에서 생성한 객체만 사용됨
	private Singleton() {
	}
  
 	// 이 객체가 필요하면 오직 스태틱 메소드를 통해서만 조회
 	public static Singleton getInstance(){
		return instance;
	}
}

 

 

웹 애플리케이션은 보통 여러 고객의 요청이 동시에 들어온다.

만약 이런 상황에서 싱글톤 패턴을 적용하지 않는다면, 매 요청마다 객체를 새로 생성할 것이다.

예를 들어, 초당 요청 트래픽이 200이라면 1초에 200개의 객체가 생성되고 소멸되기를 반복할 것이다.

 

이는 메모리 낭비로 이어지고, 싱글톤 패턴을 사용해야하는 이유가 된다. 

요청이 올때마다 객체를 생성하는 방법이 아닌 미리 만들어둔 객체를 공유해서 사용하기 때문이다.

하지만 순수싱글톤 패턴에도 문제가 있다.

 

 

 

싱글톤 패턴 문제점

• 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.
• 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다(getInstance) → DIP를 위반한다.
• 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다.
• 테스트하기 어렵다.
• 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다.
• private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다.
• 결론적으로 유연성이 떨어진다.

 

 

 

싱글톤 컨테이너

스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서,

객체를 싱글톤으로 관리한다!

• 스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴 코드를 작성하지 않아도, 객체를 알아서 싱글톤으로 관리한다.
• 스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 한다.
• 따라서 스프링 빈은 싱글톤으로 관리된다. 
• 이렇게 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라고 한다.

📖 스프링 컨테이너 덕분에 싱글톤 패턴의 모든 문제점을 해결하면서, 객체를 싱글톤으로 유지할 수 있다.

 

* 모든 스프링 빈이 싱글톤으로 관리되는 것은 아니다.
  빈 스코프 설정을 통해 요청마다 새 객체를 생성하여 반환할 수도 있다.

 

 

 

싱글톤 방식의 주의점

여러 클라이언트가 한 객체를 공유하기 때문에 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안된다.

→ 무상태(stateless)로 설계해야한다!

• 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다.
• 가급적 읽기만 가능해야한다.
• 필드 대신 공유되지않는 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야한다.

 

 

 

스프링 빈이 싱글톤이 되도록 보장해주는 방법

- @Configuration과 바이트코드 조작

 

new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

 

에서 넘긴 AppConfig.class도 스프링 빈으로 등록된다.

 

이 AppConfig를 getBean()으로 조회해보면

 

예상 결과: class 패키지.Appconfig 

실제 결과: class 패키지.AppConfig$$...CGLIB$$...

 

위처럼 순수 AppConfig 클래스가 아니라 CGLIB이 붙은 다른 객체가 조회되는 것을 볼 수 있다.

 

 

→ 스프링이 CGLIB이라는 바이트코드 조작 라이브러리를 이용하여 AppConfig를 상속받은

다른 클래스(프록시)를 만들고, 그 프록시를 스프링 빈으로 등록한다.

 

→ @Bean이 붙은 메소드마다 1. 이미 스프링빈이 존재하면 그 빈을 반환  / 2. 스프링 빈이 없으면 생성하여 등록하고 반환

위와 같은 로직을 수행하는 코드가 동적으로 만들어진다.

 

→ 따라서 싱글톤이 보장된다.

 

 

🔴 AnnotationConfigApplicationContext()에 넘기는 설정 정보 클래스의 프록시를 스프링 빈으로 등록한다.

 

 

 

❓ 만약 @Configuration을 붙이지 않는다면?

 

→ CGLIB 기술이 사용되지 않는다.

→ 순수한 AppConfig가 스프링 빈으로 등록된다.

→ 따라서 @Configuration을 붙여야 싱글톤이 보장된다!

 

 

정리

• @Bean만 사용해도 스프링 빈으로 등록되지만, 싱글톤이 보장되지 않는다.
• 스프링 설정 정보는 항상 @Configuration을 사용하자.