싱글톤/ 싱글톤 컨테이너

대부분 스프링 애플리케이션은 웹 애플리케이션이다. 웹 애플리케이션은 보통 고객이 동시에 요청을 함

 

스프링 없는 순수한 DI 컨테이너 테스트

public class SingletonTest {
	@Test
	@DisplayName("스프링 없는 순수한 DI 컨테이너")
	void pureContainer() {
		AppConfig appConfig = new AppConfig();
		// 1. 조회: 호출할 때 마다 객체를 생성
		MemberService memberService1 = appConfig.memberService();
		// 2. 조회: 호출할 때 마다 객체를 생성
		MemberService memberService2 = appConfig.memberService();
		// 참조값이 다른 것을 확인
		System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
		System.out.println("memberService2 = " + memberService2);
		// memberService1 != memberService2
		
		assertThat(memberService1).isNotSameAs(memberService2);
	}
}

 => 스프링 없는 순수한 DI 컨테이너인 AppConfig는 요청 할 때마다 객체를 새로 생성.

   메모리 낭비가 심하다. 어떻게 할까?

   해결방안 : 해당 객체가 딱 1개만 생성되고, 공유하도록 설계하면된다. (싱글톤 패턴

 

 

싱글톤 패턴

 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다.

 그래서 객체 인스턴스를 2개이상 생성하지 못하도록 막아야한다.

  -> private 생성자를 사용해서 외부에서 임의로 new 키워드를 사용하지 못하도록 막아야 함

 

public class SingletonService {
	// 1. static 영역에 객체를 딱 1개만 생성해둔다.
	private static final SingletonService instance = new SingletonService();

	// 2. public으로 열어서 객체 인스터스가 필요하면 이 static 메서드를 통해서만 조회하도록 허용한다.
	public static SingletonService getInstance() {
		return instance;
	}

	// 3. 생성자를 private으로 선언해서 외부에서 new 키워드를 사용한 객체 생성을 못하게 막는다.
	private SingletonService() {
	}
}

 

 이 객체 인스턴스가 필요하면 오직 getInstance() 메서드를 통해서만 조회 가능함.

이 메서드를 호출하면 항상 같은 인스턴스를 반환한다.

	@Test
	@DisplayName("싱글톤 패턴을 적용한 객체사용")
	public void singletonServiceTest() {
		// private으로 생성자를 막아두었다. 컴파일 오류가 발생한다.
		// new SingletonService();
		
		// 1. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
		SingletonService singletonService1 = SingletonService.getInstance();
		// 2. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
		SingletonService singletonService2 = SingletonService.getInstance();
		// 참조값이 같은 것을 확인
		System.out.println("singletonService1 = " + singletonService1);
		System.out.println("singletonService2 = " + singletonService2);
		// singletonService1 == singletonService2
		assertThat(singletonService1).isSameAs(singletonService2);
	}

같음을 확인할 수 있다.

 

 

싱글톤 컨테이너

- 스프링컨테이너는 싱글턴 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다. 스프링빈이 바로 싱글톤으로 관리되는 빈이다.

- 스프링컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 한다. 이렇게 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라고 한다.

- 싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 된다.

 

스프링 컨테이너를 사용하는 테스트 코드

	@Test
	@DisplayName("스프링 컨테이너와 싱글톤")
	void springContainer() {
		ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
		// 1. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
		MemberService memberService1 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);
		// 2. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
		MemberService memberService2 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);
		// 참조값이 같은 것을 확인
		System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
		System.out.println("memberService2 = " + memberService2);
		// memberService1 == memberService2
		assertThat(memberService1).isSameAs(memberService2);
	}

 

싱글톤 컨테이너 적용 후 

 스프링 컨테이너 덕분에 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라,

이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 재사용할 수 있다.

( 스프링 기본 빈 등록방식은 싱글톤이지만, 싱글톤 방식만 지원하는 것은 아님. 요청할 때 마다 새로운 객체를 생성해서 반환하는 기능도 제공함. )

 

 

 

 

 

싱글톤 방식의 주의점 

 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 방식은 여러 클라이언트가 하나의 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 객체의 상태를 유지하게 설계하면 안 됨 

 무상태로 설계하여야 한다.

 특정 틀라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안된다.

 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다.

 가급적 읽기만 가능해야 한다.

 

 

package com.hello.singleton;

public class StatefulService {
	private int price; // 상태를 유지하는 필드

	public void order(String name, int price) {
		System.out.println("name = " + name + " price = " + price);
		this.price = price; // 여기가 문제!
	}

	public int getPrice() {
		return price;
	}
}

 

package com.hello.singleton;

import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

public class StatefulServiceTest {
	@Test
	void statefulServiceSingleton() {
		ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
		StatefulService statefulService1 = ac.getBean("statefulService", StatefulService.class);
		StatefulService statefulService2 = ac.getBean("statefulService", StatefulService.class);
	
		// ThreadA: A사용자 10000원 주문
		statefulService1.order("userA", 10000);
		// ThreadB: B사용자 20000원 주문
		statefulService2.order("userB", 20000);
		// ThreadA: 사용자A 주문 금액 조회
		int price = statefulService1.getPrice();
		// ThreadA: 사용자A는 10000원을 기대했지만, 기대와 다르게 20000원 출력
		System.out.println("price = " + price);
		Assertions.assertThat(statefulService1.getPrice()).isEqualTo(20000);
	}

	static class TestConfig {
		@Bean
		public StatefulService statefulService() {
			return new StatefulService();
		}
	}
}

 

 단순 설명을 위해 실제 쓰레드는 사용하지 않았다.

 StatefulService의 price 필드는 공유되는 필드인데 특정 클라이언트가 값을 변경한다..

 사용자 A주문금액이 10000원인데 20000이라는 결과가 나옴...

 

스프링 빈은 항상 무상태(stateless)로 설계하자.