스프링은 태생이 기업용 온라인 서비스 기술을 지원하기 위해 탄생했다. 대부분의 스프링 애플리케이션은 웹 애플리케이션이다. (물론 웹이 아닌 애플리케이션 개발도 얼마든지 개발할 수 있다.)
웹 애플리케이션의 특성 중 하나는 '여러 고객이 동시에 요청을 한다'는 것이다.
만약 요청을 할 때마다 객체가 생성된다면 3명의 사람이 memberService에 대한 요청이 있을 때 객체 3개가 만들어진다.( 만약 요청이 1초에 5만개라면 객체가 5만 객체가 생성되어야 한다. 비효율적이다.)
전 포스팅에서 만들었던 스프링 없는 순수한 DI 컨테이너인 AppConfig는 요청을 할 때 마다 객체를 새로 생성한다.
아래의 코드는 순수한 DI 컨테이너이며, 요청마다 객체를 생성하는 것을 구현하여 테스트를 해본 것이다.
package hello.core.singleton;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.order.AppConfig;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
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();
//2개의 객체의 참조값이 다른 것을 확인
System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
System.out.println("memberService2 = " + memberService2);
Assertions.assertThat(memberService1).isNotSameAs(memberService2);
}
이걸 웹으로 배포하여 서비스를 실행한다면 고객 트래픽이 초당 100일 때, 초당 100개 객체가 생성되고 소멸될 것이다!
=> 메모리 낭비가 심하다.
해결방안은 해당 객체가 딱 1개만 생성되고, 공유하도록 설계하면 된다. ⇒ 싱글톤 패턴👍
👍 싱글톤 패턴
클래스의 인스턴스가 딱 1개(single)만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다.
한 자바 서버(JVM) 안에서는 객체 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것이다. 절대 2개가 생성되지 않도록 만든 디자인 패턴이다.
그래서 같은 객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 막아야 한다.
private 생성자를 사용해서 외부로 임의로 new 키워드를 사용하지 못하도록 막아야 한다.
[코드로 싱글톤 구현]
package hello.core.singleton;
public class SingletonService {
private static final SingletonService instance = new SingletonService();
//1. static 영역에 객체 instance를 미리 하나 생성해서 올려둔다.(자기자신을 생성하여 instance에 넣는다)
public static SingletonService getInstance() { //조회할 때 쓴다.
return instance;
}
private SingletonService() {
}
public void logic() {
System.out.println("싱글톤 객체 로직 호출");출 }
}
1. static 영역에 객체 instance를 미리 하나 생성해서 올려둔다.
자기 자신을 내부에서 private으로 가지고 있는데 static으로 가지고 있다.
이렇게 한다면 class level에 올라가기 때문에 딱 하나만 올라가게 된다.
2. 이 객체 인스턴스가 필요하면 오직 getInstance() 메서드를 통해서만 조회할 수 있다.
이 메서드를 호출하면 항상 같은 인스턴스를 반환한다.
3. 딱 1개의 객체 인스턴스만 존재해야 하므로, 생성자를 private으로 막아야 한다.
혹시라도 외부에서 new 키워드로 객체 인스턴스가 생성되는 것을 막는다.(중요)
private인 것을 보면 싱글톤이라는 것을 인지할 수 있다.
Test 코드로 싱글톤 패턴을 확인하자
package hello.core.singleton;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.order.AppConfig;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
public class SingletonTest {
@Test
@DisplayName("싱글톤 패턴을 적용한 객체 사용")
void singletonServiceTest()
{
//private으로 생성자를 막아두었기 때문에 new SingletonService()으로 객체를 생성한다면 컴파일 오류가 난다.
SingletonService singletonService1 = SingletonService.getInstance();
SingletonService singletonService2 = SingletonService.getInstance();
System.out.println("singletonService1 = " + singletonService1);
System.out.println("singletonService2 = " + singletonService2);
Assertions.assertThat(singletonService1).isSameAs(singletonService2);
}
}
✔️private으로 new 키워드를 막아두었다.
-> new로 생성하려고 한다면 오류가 난다.
✔️호출할 때마다 같은 객체 인스턴스를 반환하는 것을 확인할 수 있다.
참고 = 참고: 싱글톤 패턴을 구현하는 방법은 여러가지가 있다. 여기서는 객체를 미리 생성해두는 가장 단순하고 안전한 방법을 선택했다.(하지만 스프링 컨테이너가 알아서 잘 해주기 때문에 걱정하지 않아도 된다)
싱글톤 패턴을 적용하면 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 사용할 수 있다.
하지만 싱글톤 패턴은 다음과 같은 수 많은 문제점들을 가지고 있다.
💢싱글톤 패턴 문제점
싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.
의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다. → 객체를 getInstance() 로 불러오기 때문에 이는 DIP를 위반한다.
클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다.
테스트하기 어렵다. → 인스턴스를 미리 만들어서 받아오는 것이므로 유연하게 받아오는 것이 어렵다.
내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다.
private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다.
결론적으로 유연성이 떨어진다. (DI 를 적용하기 어렵다)
안티패턴으로 불리기도 한다.
스프링 컨테이너는 단점들을 다 해결해준다
이제 이전에 만들었던 AppConfig도 다 싱글톤으로 하기 위해서는 다 getInstance로 해야하냐? → 아니다. 스프링 컨테이너는 자체적으로 객체를 싱글톤으로 관리한다.
💚싱글톤 컨테이너
스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서, 객체 인스턴스를 싱글톤(1개만 생성)으로 관리한다.
스프링 컨테이너는 싱글턴 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.
이전 포스팅에서 설명한 컨테이너 생성 과정을 다시 떠올려보면
컨테이너 생성 과정 중
✔️컨테이너는 객체를 하나만 생성해서 관리한다.
컨테이너를 생성하고 빈으로 등록하는 과정에서 빈 객체(ex MemberServiceImpl@x01) 를 미리 등록한다
미리 객체 인스턴스를 생성하여 관리하기 때문에 조회하면 처음에 등록할 때 만들었던 인스턴스를 조회하게 되는 것이다.
스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 한다. 이렇게 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 "싱글톤 레지스트리"라 한다.
스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글턴 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글톤으로 유지할 수 있다.
스프링이 다 관리해주기 때문에 싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 된다. DIP, OCP, 테스트, private 생성자로 부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있다.
[싱글톤 컨테이너 적용되었는지 테스트코드로 확인]
여러 사람이 같은 요청(ex memberService)을 보내면 스프링 컨테이너는 동일한 memberService 객체를 반환한다.
스프링 컨테이너 덕분에 고객의 요청이 올 때마다 객체를 생성하는 것이 아니라 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 재사용할 수 있다. (싱글톤으로 구현 가능)
