[스프링핵심원리 - 기본편]싱글톤

 

스프링이 없는 순수 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 다른것을 확인
        System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
        System.out.println("memberService2 = " + memberService2);

        Assertions.assertThat(memberService1).isNotSameAs(memberService2);
    }
}

결과

memberService1 = hello.core.member.MemberServiceImpl@275710fc
memberService2 = hello.core.member.MemberServiceImpl@525f1e4e

• 스프링 없는 순수한 DI 컨테이너인 AppConfig는 요청을 할 때 마다 객체를 새로 생성한다.
• 고객 트래픽이 초당 100이 나오면 초당 100개 객체가 생성되고 소멸된다. => 메모리 낭비가 심하다.
• 해결방안은 해당 객체가 딱 1개만 생성되고 공유하도록 설계하면된다. => 싱글톤

싱글톤적용

public class SingletonService {

    private static final SingletonService instance = new SingletonService();

    public static SingletonService getInstance(){
        return instance;
    }
    private  SingletonService(){
        
    }
    
    public void logic(){
        System.out.println("싱글톤 객체");
    }
}

• private으로 new 키워들 막아두었다.
• 호출할때 마다 같은 객체 인스턴스가 반환된다.

@Test
@DisplayName("싱글톤 패턴을 사용")
void singletonServiceTest(){
    SingletonService instance1 = SingletonService.getInstance();
    SingletonService instance2 = SingletonService.getInstance();

    System.out.println("instance1 = " + instance1);
    System.out.println("instance2 = " + instance2);
    Assertions.assertThat(instance1).isSameAs(instance2);
    //same ==
    //equal equals메서드
}

결과

instance1 = hello.core.singleton.SingletonService@6ee12bac
instance2 = hello.core.singleton.SingletonService@6ee12bac

 

※싱글톤 패턴을 구현하는 방법은 여러가지가 있다. 본예시는 가장단순하고 간편한벙법이다.

싱글톤 패턴의 문제점

• 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이들어간다.
• 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다 => DIP 위반
• 클라이언트가 구체클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다.
• 테스트하기 어렵다.
• 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다.
• private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다.

결론적으로 싱글톤패턴은 유연성이 떨어져 안티패턴이라고 불리기도 한다.

싱글톤 컨테이너

스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서, 객체인스턴스를 싱글톤(1개만 생성)으로 관리한다.

 

• 스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴을 적용하지않아도, 객체인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.
• 스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 한다. 
• 스프링 컨테이너는 이런기능 덕분에 싱글톤 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글톤으로 유지 할 수 있다.
  • 싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 된다.
  • DIP, OCP, 테스트, private 생성자로부터 자유롭게 싱글톤을 사용가능

@Test
    @DisplayName("스프링 컨테이너와 싱글톤")
    void springContainer(){
//        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        // 1.조회 : 호출할 때 마다 객체를 생성
        MemberService memberService1 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);

        // 2.조회 : 호출할 때 마다 객체를 생성
        MemberService memberService2 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);

        //참조값이 같은것을 확인
        System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
        System.out.println("memberService2 = " + memberService2);

        Assertions.assertThat(memberService1).isSameAs(memberService2);
    }

결과

memberService1 = hello.core.member.MemberServiceImpl@38604b81
memberService2 = hello.core.member.MemberServiceImpl@38604b81

 

싱글톤 방식의 주의점(매우중요!!)

• 싱글톤 패턴이든, 스피링 같은 싱글톤 컨테이너를 사용하든 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지하게 설계하면 안된다.
• 무상태(stateless)로 설계해야한다.
  1. 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안된다.
  2. 특정 클라이언트가 값을 변경 할 수 있는 필드가 있으면 안된다.
  3. 가급적 읽기만 가능해야한다.
  4. 필드 대신에 자바에서 공유되지않는 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야한다.
• 스프링빈의 필드에 공유 값을 설정하면 정말 큰 장애가 발생 할 수 있다.

public class StatefulService {

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

    public int getPrice(){
        return price;
    }
}

class StatefulServiceTest {
    @Test
    void statefulServiceSingleton(){
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
        StatefulService statefulService1 = ac.getBean(StatefulService.class);
        StatefulService statefulService2 = ac.getBean(StatefulService.class);

        //ThreadA : 사용자A 10000원주문
        statefulService1.order("userA", 10000);
        //ThreadB : 사용자B 20000원주문
        statefulService2.order("userB", 20000);
        //ThreadA : 사용자A 주문금액 조회
        System.out.println(statefulService1.getPrice());
        Assertions.assertThat(statefulService1.getPrice()).isEqualTo(20000);
    }

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

• statefulService의 price필드는 공유되는 필드인데, 특정 클라이언트가 값을 변경하였다.
• 사용자 A의 주문금액은 10,000원 이지만  출력 결과는 20,000원이다.

무상태로 변경코드

public class StatefulService {

//    private int price;
    public int order(String name, int price){
        System.out.println("name = " + name + ", price = " + price);
//        this.price = price;
        return price;
    }

    /*public int getPrice(){
        return price;
    }*/
}

class StatefulServiceTest {
    @Test
    void statefulServiceSingleton(){
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
        StatefulService statefulService1 = ac.getBean(StatefulService.class);
        StatefulService statefulService2 = ac.getBean(StatefulService.class);

        //ThreadA : 사용자A 10000원주문
         int userAPrice = statefulService1.order("userA", 10000);
        //ThreadB : 사용자B 20000원주문
        int userBPrice =statefulService2.order("userB", 20000);
        //ThreadA : 사용자A 주문금액 조회
        System.out.println(userAPrice);
        Assertions.assertThat(userAPrice).isEqualTo(10000);
    }

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

 

 

싱글톤 방식은 공유되지 않는 무상태로 설계하자.

 

 

 

김영한님께서 실무에서도 몇년에 한번씩 꼭나오고, 금액적인부분은 고객에게 배상해야하기때문에 아주아주 중요하다고한다!!

 

강의출처 : 스프링 핵심 원리 - 기본편 - 인프런 | 강의 (inflearn.com)