[Effective Java] Item 3

Effective Java - Item 3

❓ 싱글턴(singleton)

객체의 유일성을 보장하기 위해서 인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 패턴을 의미한다.

일반적으로 싱글턴 객체에 대한 참조를 public static 필드나 public static 메서드로 노출하기 때문에 어디에서나 싱글턴 객체 접근이 가능하다.

싱글턴 패턴을 활용하면 객체를 재사용 할 수 있기 때문에 메모리 사용 낭비를 막을 수 있고 전역 객체이기 때문에 다른 객체와도 순조롭게 공유가 가능하다.

보통 두 가지 방법을 사용하여 싱글턴을 생성한다. 첫 번째는 public static 멤버를 final로 선언하여 생성하는 방법이다. 또한 외부에서는 생성자를 통해 객체를 생성할 수 없도록 접근 권한을 private로 선언해야한다.

• public static final 필드

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

  → 클래스 생성시에 인스턴스를 딱 한 번 생성한다.

  해당 방법은 클래스가 싱글턴임을 명확하게 알 수 있고 간결하게 표현할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

  다만, 리플렉션 API를 사용하여 예외적으로 강제로 생성자를 생성할 수 있는 방법이 존재하기 때문에 이를 주의하여 코드를 작성해야 한다.

  👉 리플렉션 API를 사용하여 생성자를 호출할 경우

  • 코드

    import java.lang.reflect.Constructor;
    import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
      
    public class SingletonReflect {
      
    	public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, SecurityException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
    		Constructor<Singleton> declaredConstructor = Singleton.class.getDeclaredConstructor();
    		declaredConstructor.setAccessible(true);
      		
    		Singleton singleton = declaredConstructor.newInstance();
    	}
      
    }
  

  → setAccessible(boolean)메서드를 사용하여 Singleton 클래스의 private 생성자에 접근이 가능하다.

    public class Singleton {
      	
    	public static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
      	
    	private Singleton() {
    		if(INSTANCE != null) {
    			throw new UnsupportedOperationException("생성자를 호출할 수 없습니다.");
    		}
    	}
      
    }
  

  → 예외를 사용하여 인스턴스가 존재할 경우 생성자 호출 불가하도록 막는다.

두 번째는 생성자는 private로 선언하고 정적 팩토리 메소드를 활용하는 방법이다.

• 코드

public class Singleton {
	
	private static Singleton INSTANCE = new Singleton();
	
	private Singleton() {}
	
	public static Singleton getInstance() {
		if(INSTANCE == null) {
			INSTANCE = new Singleton();
		}
		return INSTANCE;
	}

}

→ 클래스 생성시에 인스턴스를 딱 한번만 생성한다. getInstance() 메소드를 사용하는 경우에 이미 존재하는 인스턴스를 반환해주어 항상 같은 객체의 참조를 반환한다.

정적 팩토리 메소드를 활용한다면 싱글턴이 아니도록 하고 싶을 때에도 API를 변경하지 않고도 쉽게 다른 객체를 반환하도록 변경할 수 있다. 또한 메소드 참조를 공급자로 사용할 수 있고(Singleton::getInstance), 정적 팩토리를 제네릭 싱글턴 팩토리로 만들 수 있다.

❓제네릭 싱글턴 팩토리

제네릭으로 타입설정 가능한 인스턴스를 만들어두고, 반환 시에 제네릭으로 받은 타입을 이용해 타입을 결정하는 것이다.

해당 방법도 역시 리플렉션 API를 사용하여 강제로 인스턴스를 생성할 수 있기 때문에 주의가 필요하다.

public static 필드나 정적 팩토리 메소드를 활용하여 작성한 싱글턴 클래스를 직렬화하려면 단순히 Serializable을 구현하고 선언하는 것만으로는 부족하다. 모든 인스턴스 필드를 일시적(transient)이라고 선언하고 ReadResolve 메서드를 제공해야한다. 그렇지 않으면 역직렬화시 새로운 인스턴스가 생성되기 때문이다.

마지막으로, Effective Java에서 싱글턴 패턴을 생성하는데 가장 이상적인 방법으로 알리고 있는 Enum을 활용하여 원소가 하나인 열거 타입을 선언하는 방법이 존재한다.

public enum SingletonEnum {
	INSTANCE;
}

❓ Enum

클래스처럼 보이게 하는 상수이며, 서로 관련있는 상수들끼리 모아 상수들을 정의할 수 있다.

해당 방법은 간결하게 작성할 수 있을뿐더러 어떠한 방식에서도 인스턴스가 추가로 생성되는 것을 막을 수 있다. 또 직렬화를 위해 추가적인 코드를 작성할 필요가 없기 때문에 싱글턴 객체를 생성할 때에는 Enum을 활용하는 방법을 가장 좋은 방법이라고 말할 수 있다.