Head First Design Patterns : Singleton Pattern

Singleton Pattern

• 클래스 인스턴스가 하나만 있도록 하면서 이 인스턴스에 대한 전역 접근 지점을 제공

 

구조

Singleton Pattern 구조

• 정적 메서드 getInstance 선언. 선언된 클래스의 인스턴스 반환
• 생성자는 숨겨져 있어야함. 인스턴스를 가져오는 방법은 getInstance가 유일.

 

public class Singleton {
  private static Singleton instance;
  private Singleton() {}

  public Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
      instance = new Singleton();	
    }

    return instance
  }
}

• 고전적인 Singleton 구현
• multi thread 환경에서 여러개의 인스턴스가 생길 가능 성이 있음

public class Singleton {
  private static Singleton instance;
  private Singleton() {}

  public syncronized Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
      instance = new Singleton();	
    }

    return instance
  }
}

• syncronized 키워드로 동기화
• 동기화 시 성능 저하

public class Singleton {
  private static Singleton instance = new Singleton;
  private Singleton() {}

  public Singleton getInstance() {
    return instance
  }
}

• jvm이 올라올 때 미리 생성 하여 사용.

public class Singleton {
  private volatile static Singleton instance;
  private Singleton() {}

  public syncronized Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
      synchronized (Singleton.class) {
        if (instance == null {
          instance = new Singleton();
        }
      }  
    }

    return instance
  }
}

• Double-Checked Locking 을 사용하여 생성 되지 않았을 경우만 동기화 사용.
• volatile 키워드 사용하여 multi thead 환경에서 올바르게 초기화 됨.

# volatile 이란?
- 해당 키워드가 붙은 변수 값이 메인 메모리에 저장.
- 멀티 쓰레드 환경에서 메인 메모리의 값을 참조하므로 변수 값 불일치 문제를 해결.
- 하나의 thread에서 읽고 쓰고, 다른 쓰레드에서는 읽기만 할 때 적합

https://nesoy.github.io/articles/2018-06/Java-volatile

장점

• 클래스가 하나의 인스턴스만 갖음.
• 처음 요청 시에만 초기화 됨.

 

단점

• SRP 위배
• Multi Thread 환경에서 처리 필요

 

예

• 많은 개발자들이 안티패턴으로 간주. 자바 코드에서의 사용 감소하고 있으나 여전히 코어에서 사용됨.
• java.lang.Runtime#getRuntime()
• java.awt.Desktop#getDesktop()
• java.lang.System#getSecurityManager()

참조

• https://en.wikipedia.org/wiki/Singleton_pattern
• https://refactoring.guru/ko/design-patterns/singleton