[Spring] 싱글톤 패턴과 싱글톤 컨테이너

인프런 김영한 선생님 스프링 핵심 원리 강의를 보고 정리한 내용입니다.

 

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웹 애플리케이션과 싱글톤

스프링이 없는 순수한 DI 컨테이너는 여러 고객이 동시에 요청을 할 경우 동시에 객체가 생성된다.

하지만 이것은 기업이 서비스를 제공하는 데 있어서 큰 메모리 낭비를 불러일으킨다.

ex) 고객 트래픽이 초당 100이 나오면 초당 100개의 객체가 생성되고 소멸된다.

 

이러한 문제를 해결하기 위해서는 해당 객체가 딱 1개만 생성되고 공유하도록 설계하면 된다. 이것이 싱글톤 패턴이다.

 

 

싱글톤 패턴

• 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴
• private 생성자를 이용하여 객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 막아야 한다. (이렇게 구현하면 new 키워드를 사용할 수 없다.)

 

싱글톤 패턴 적용하기

1. static 영역에 객체 instance를 미리 하나 생성해 둔다.
2. 생성된 객체는 오직 getInstance() 메서드를 통해서만 조회할 수 있다. (당연히 항상 같은 객체 반환)
3. 생성자는 private으로 선언하여 외부에서 new 키워드로 생성하지 못하도록 한다.

 

싱글톤 패턴의 문제점

• 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.
• 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다. → DIP 위반
• 클라이언트가 구체 클래스에 의존하기 때문에 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다.
• 테스트하기 어렵다. (클린코드 9장 단위 테스트를 보면 테스트는 쉽고 빨라야 한다는 조건이 있다.)
• 안티패턴으로 불리기도 한다.

그러면 이러한 싱글톤 패턴의 문제점을 안고 가면서까지 클래스에 적용해야 하느냐?

 

절대 No!!

스프링 컨테이너가 기본적으로 싱글톤으로 만들어 관리해 준다.

 

 

 

싱글톤 컨테이너 (스프링 컨테이너)

스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점은 해결하면서, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.

• 싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 된다.
• DIP, OCP, private 생성자, 테스트로부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있다.

 

스프링 빈이 바로 싱글톤으로 관리되는 빈이다.

• 스프링 컨테이너 덕분에 고객의 요청이 올 때마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유하면서 효율적으로 재사용할 수 있다.

 

 

싱글톤 방식의 주의점

싱글톤 패턴이든, 스프링 컨테이너든, 객체 인스턴스를 하나만 생성하여 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체가 상태를 유지(stateful) 하지 않도록 설계해야 한다.

 

무상태(stateless)로 설계해야 한다.

• 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안 된다.
• 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안 된다.
• 가급적 읽기만 가능해야 한다.
• 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는 지역 변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야 한다.

 

만약 상태를 유지하도록 설계한다면?

• price가 공유되는 필드인데, 다른 특정 클라이언트가 값을 변경한다.
• 즉, A는 10000원어치를 주문하였는데 20000원어치를 결제하게 된다. (최악의 문제 상황)
• 때문에 스프리 빈은 항상 무상태(stateless)로 설계해야 한다.

 

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아래의 글을 작성할 당시, 스프링 빈에 대해 처음 알게 되었는데 예전부터 생각해 오던 문제가 해결되면서 느낀 점을 적어두었다.

내가 생각해 오던 문제는 하나의 객체만 있으면 좋을 것 같은데 매번 new로 생성해야 하니 불편하며, 그렇다고 싱글톤 패턴으로 구현하자니 안고 가야 할 단점이 너무 많다는 것이었다.

이 당시 스프링에 대해 아는 것이 없어 new로 계속 생성해 왔고 그만큼 메모리 낭비도 해왔다.

하지만 스프링을 공부한 지금은 스프링 빈을 통해 싱글톤 객체를 생성하고, 그 객체를 공유하게 되면서 문제가 해결되었다.

 

https://yooooooni.tistory.com/33

[Spring] 스프링 빈과 의존관계