싱글톤(Singleton) 패턴

정의

어떤 클래스가 최초 한번만 메모리를 할당하고 그 메모리에 인스턴스를 만들어 사용하는 디자인 패턴이다.

쉽게말해, 싱글톤 패턴은 하나의 인스턴스만 생성하여 사용하는 디자인 패턴이다.

 

생성자를 여러번 호출해도, 실제로 생성되는 인스턴스는 하나이다. 최초로 생성된 이후에 호출된 생성자는 이미 최초로 생성했던 인스턴스를 반환시키도록 만든것이다.(생성자를 private으로 선언해 다른 곳에서 생성하지 못하도록 만들고, getInstance() 메소드를 통해 사용하도록 구현한다)

그래서 인스턴스가 필요할때, 똑같은 인스턴스를 만들지 않고 기존의 인스턴스를 활용할 수 있다.

 

*인스턴스 : 클래스의 현재 생성된 오브젝트. 객체

 

장점

• 한번의 new를 통해 객체를 생성하면 고정된 메모리 영역을 얻기때문에 메모리 낭비를 방지할 수 있다.
• 싱글톤으로 만들어진 클래스의 인스턴스는 전역(static)이기 때문에 다른 클래스의 인스턴스들이 데이터를 공유하기 쉽다. 그래서 공통된 객체를 여러개 생성해서 사용해야 하는 상황에서 많이 사용된다.
• 두번째 이용부터는 객체 로딩 시간이 줄어 성능이 좋아진다.
• 인스턴스가 절대적으로 한개만 존재하는것을 보증하고 싶을경우 사용한다.

 

단점

• 싱글톤 인스턴스가 너무 많은 일을 하거나 많은 데이터를 공유시킬 경우 다른 클래스의 인스턴스들간에 결합도가 높아져서 객체지향 원칙(개방-폐쇄 원칙)에 어긋나게 된다. (결합도가 높아지면 유지보수가 힘들고 테스트도 원할게 진행할 수 없다.)
• 멀티 스레드 환경에서 동기화 처리를 하지 않았을때 인스턴스가 2개 생성될 수 있다.

 

예제

public class Singleton {

    private Singleton() {
        // 생성자는 외부에서 호출못하게 private 으로 지정해야 한다.
    }
    
     private static class LazyHolder {
        public static final Singleton instance = new Singleton();
    }
 
    public static Singleton getInstance() {
        return LazyHolder.instance;
    }
}

Initialization on demand holder idiom

멀티스레드에서 안전한 싱글톤 클래스를 만드는 대표적인, 가장많이 사용하는 방법이다.

싱글톤 클래스안에 Holder 클래스를 두어 JVM의  Class loader 매커니즘 특징을 이용해 싱글톤의 초기화에 대한 책임을 JVM에게 떠넘긴다.

Holder 클래스 안에 선언된 instance가 static이기 때문에 클래스 로딩시점에 한번만 호출될 것이며 final을 사용해 다시 값이 할당되지 않도록 한다.

 

*JVM(Java Virtual Machine) : 자바를 실행하기위한 가상 기계(컴퓨터)