Singleton Pattern
싱글턴 패턴
디자인 패턴이란 무엇인가?
어떤 상황의 문제에 대한 해법
패턴의 4가지 요소
- 이름
- 문제
-
해법
- 설계를 구성하는 요소들과 그 요소들 간과 관계, 책임, 그리고 협력 관계
- 결과 (장, 단점)
Singleton(단일체)
어떤 클래스의 인스턴스는 오직 하나임을 보장하며, 이 인스턴스에 접근할 수 있는 전역적인 접촉점을 제공하는 패턴
시스템 관리자, 윈도우 관리자 오직 하나여야 하듯이 클래스 자신이 자기의 유일한 인스턴스로 접근하여 자체적으로 관리한다.
이 클래스는 또 다른 인스턴스가 생성되지 않도록 할 수 있고, 클래스가 인스턴스에 대한 접근 방법을 제공할 수 있다.
장점
- 유일한 인스턴스의 접근 제어 가능
-
연산 및 표현의 정제 허용
- 싱글턴 클래스를 상속하여 서브클래스를 통해 새로운 인스턴스를 만들 수 있다.
- 싱글톤으로 만들어진 클래스의 인스턴스는 전역 인스턴스이기 때문에 다른 클래스의 인스턴스들이 데이터를 공유하기 쉽다.
class Singleton{
public:
static Sington* Instance();
protected:
Singleton();
// 생성자의 외부 접근을 차단함
private:
static Sigleton* instance_;
};
=====================================
Singleton* Singleton::instance_ = 0;
Singleton* Singleton::Instance () {
if (_instance == 0) {
_instance = new Singleton;
}
return _instance;
}ex. Thread Safe Singleton
public class ThreadSafeSingleton {
private static ThreadSafeSingleton instance;
private ThreadSafeSingleton(){}
public static synchronized ThreadSafeSingleton getInstance()
{
if(instance == null){
instance = new ThreadSafeSingleton();
}
return instance;
}
}synchronized 때문에 메소드에 접근을 쓰레드가 동시 접근이 안돼, thread-safe 할 수 있다. 하지만 쓰레드들의 getInstance() method 를 호출하게 되면 높은 cost 비용으로 인해 프로그램 전반에 성능저하가 일어난다.
ex. Enum Singleton
public enum EnumSingleton {
INSTANCE;
public static void doSomething(){
//do something
}
}enum은 전역 접근이 가능해, 싱글턴 객체 역시 접근 가능 하다. 단점으로는 enum type은 값변경이 불가능해 lazy initialization이 허용이 안된다.
ex. Serialization and Singleton
분산 시스템에서 Singleton 클래스에 Serializable 인터페이스를 구현하여, 파일 시스템에 상태를 저장하고 나중에 검색 할 수 있도록 해야 한다.
import java.io.Serializable;
public class SerializedSingleton implements Serializable{
private static final long serialVersionUID = -7604766932017737115L;
private SerializedSingleton(){}
private static class SingletonHelper{
private static final SerializedSingleton instance = new SerializedSingleton();
}
public static SerializedSingleton getInstance(){
return SingletonHelper.instance;
}
}문제점은 역 직렬화 할 때마다 클래스의 새로운 인스턴스를 생성한다는 것이다.
ex. initialization on demand holder idiom
미국 메릴랜드 대학의 컴퓨터 과학 연구원인 Bill pugh 가 기존의 java singleton pattern이 가지고 있는 문제들을 해결 하기 위해 새로운 singleton pattern을 제시하였다. Initialization on demand holder idiom기법이다. 이것은 jvm 의 class loader의 매커니즘과 class의 load 시점을 이용하여 내부 class를 생성시킴으로 thread 간의 동기화 문제를 해결한다.
public class InitializationOnDemandHolderIdiom {
private InitializationOnDemandHolderIdiom () {}
private static class Singleton {
private static final InitializationOnDemandHolderIdiom instance = new InitializationOnDemandHolderIdiom();
}
public static InitializationOnDemandHolderIdiom getInstance () {
System.out.println("create instance");
return Singleton.instance;
}
}lazy initialization이 가능하며 모든 java 버젼과, jvm에서 사용이 가능하다. 현재 java 에서 singleton 을 생성시킨다고 하면 거의 위의 방법을 사용한다고 보면 된다.
