<div id="readability-page-1" class="page"><p><time>2019-06-13 에 작성하고, 2020-03-09 14:21:00 에 업데이트한 문서입니다. ✅</time> — <a href="/tags/design-pattern">DesignPattern</a>, <a href="/tags/java">Java</a> — <span>2 min read</span></p><section><p>HEAD FIRST DESIGN PATTERN 을 정리합니다.</p><p><a href="https://junebuug.github.io/2019-04-17/design-pattern-strategy">01 스트레티지 패턴 보기</a></p><p><a href="https://junebuug.github.io/2019-06-12/design-pattern-observer">02 옵저버 패턴보기</a></p><p><a href="https://junebuug.github.io/2019-06-12/design-pattern-decorator">03 데코레이터 패턴보기</a></p><p>드디어, 면접 때 답하지 못했던 싱글턴 패턴입니다.
(코드를 쓸수가 없었죠 =))</p><p>디자인 패턴을 이걸로 먼저 들어보신 분들도 많을 것 같아요. 같이 간략하게 훑어보았으면 좋겠습니다. 🙂</p><h2>04 싱글턴 패턴</h2><p>싱글턴 패턴은 인스턴스가 객체를 <strong>하나만</strong> 만들수 있도록 해주는 패턴입니다. </p><p>이런 패턴이 왜 필요할까요?.? 그냥 객체 하나 만들고 다른 객체 만들지마! 하고 가이드 주면 되는 것 아닌가요?</p><h2>용도</h2><ul><li>스레드 풀, 캐시, 대화상자, 사용자 설정이나 레지스트리 설정을 처리하는 객체, 로그 기록용 객체, 디바이스 드라이버 ... </li></ul><p>위에 열거한 것들은 인스턴스를 두개 이상 만들게 되면 오히려 <code>프로그램이 이상하게 돌아간다든가</code>, <code>자원을 불필요하게 잡아먹는다든가,</code>,
<code>결과에 일관성이 없어진다든지</code> 하는 문제가 생길 수 있습니다. </p><h2>왜 전역 변수를 쓰지 않나요?</h2><p>전역 변수를 사용하면 싱글턴 패턴처럼 어디서든지 액세스할 수 있습니다. 그런데 왜 사용하지 않는걸까요?
전역 변수에 객체를 대입하면 애플리케이션이 시작될때 객체를 (무조건) 생성합니다. 그런데 그 객체가 자원을 많이 차지하고,
한 번도 안쓴다고 생각해 봅시다. 그러면 자원만 잡아먹는 경우가 되겠죠?</p><p>싱글턴 패턴을 사용하면 필요할 때만 객체를 만들어 시작할 수 있습니다. </p><h2>고전적인 방식의 싱글턴 패턴</h2><p>고전방식의 싱글턴 패턴은 private 생성자를 사용합니다. </p><blockquote><p>private 생성자를 사용하면 인스턴스를 어떻게 만드나요? </p></blockquote><p>위와 같이 <code>getInstance</code>라는 static 메소드를 통해서 만들 수 있습니다.
인스턴스가 없었다면, 호출 시점에 인스턴스가 생성되어 나타나죠.
아주 효율적인 방식입니다!</p><h2>초콜릿 보일러 예제</h2><p>초콜릿 공장에서는 초콜릿 보일러를 컴퓨터로 제어합니다.
이를 위해 초콜릿 보일러 클래스를 작성했습니다. </p><p>꽤 세심한 주의를 기울여서 작성했다는 것을 알 수 있습니다. 하지만.. 만약 상태값이 다른 CholateBoiler가 두개 이상 만들어진다면 어떨까요?
제어가 어렵고 혼란을 유발하게 될겁니다. </p><p>초콜렛 보일러는 <strong>단 하나의 인스턴스</strong> 만 있어야합니다. </p><p>다음 코드로, 초콜렛 보일러를 싱글턴으로 변경해보겠습니다. </p><h2>싱글턴 패턴 - 다시 정의</h2><blockquote><p>싱글턴 패턴은 해당 클래스의 인스턴스가 하나만 만들어지고, 어디서든지 그 인스턴스에 접근할 수 있도록 하기 위한 패턴입니다. </p></blockquote><h2>멀티 스레드 상황에서 싱글턴</h2><p>위의 초콜릿보일러를 최적화하려고 멀티 스레드를 사용하면서부터 문제가 생겼습니다. 싱글턴 코드가 동작하지 않고 새로운 인스턴스가 생겼습니다.
멀티 스레드가 문제인걸까요?</p><p>다음 그림을 보시죠.</p><p><span>
      <span></span>
  <img alt="singleton" title="singleton" src="https://juneyr.dev/static/0293b939cddba145c8a0318c0085e3db/7d769/singleton.png" sizes="(max-width: 960px) 100vw, 960px" loading="lazy">
    </span></p><p>멀티 스레드에서 진행하니까 서로 다른 uniqueInstance가 생성되었습니다! </p><h3>해결방법</h3><p><code>getInstance</code>를 동기화 시키면 멀티스레딩 문제가 해결됩니다. </p><p><code>synchronized</code> 키워드를 사용하면, 한 스레드가 메소드 사용을 끝내기 전까지 다른 스레드는 기다리게 됩니다.
즉 동시에 이 메소드를 접근하여 실행하는 일은 생기지 않습니다.
하지만.. </p><ul><li>동기화를 하면 속도 문제가 생깁니다.</li><li>동기화가 필요한 시점은 이 메소드가 시작되는 부분 <code>if (uniqueInstance) == null </code> 뿐입니다. </li></ul><p>몇가지 방법을 생각해봅시다 =) </p><ol><li><p>getInstance()의 속도가 중요하지 않다면 위의 코드를 씁니다. </p><ul><li>메소드를 동기화하면 성능이 100배 정도 저하됩니다. 하지만 이게 병목으로 작용하지 않으면 괜찮을 수 있습니다.</li></ul></li><li><p>인스턴스를 필요할 때 생성하지 말고, 처음부터 만들어버립니다. </p><ul><li>SingleTon 인스턴스를 반드시 생성합니다. </li></ul><ul><li>하지만 이러면 앞서 지적했던 전역변수의 단점을 안고 갑니다... </li></ul></li><li><p><strong>DCL(Double Checking Locking) 을 사용해서 동기화 되는 부분을 줄입니다.</strong> </p></li></ol><p>앞서 동기화가 필요한 부분은 제한되어있다는 점을 지적했습니다. 그러면 메소드 일부에서만 synchronized 예약어를 사용하면 어떨까요?</p><p>volatile 키워드는 변수를 메인 메모리에 저장한다는 의미입니다.
즉 멀티 쓰레드가 생겨도 전역적으로 바라볼 수 있는 곳에 저장한다는 뜻이죠. 멀티쓰레드 환경에서 변수를 thread-safe하게 사용하기 위함입니다. </p><p>인스턴스가 있는지 확인하고 동기화된 블럭으로 들어갑니다.
블록으로 들어온 이후에도 다시 한번 변수가 null인지 확인한 다음 인스턴스를 생성합니다. </p><hr><p>오늘은 4장 Singleton패턴에 대해서 정리했는데요.</p><p>도움이 되셨으면 좋겠습니다. </p></section></div>

Juneyr.dev RSS Feed

June Kim

하나의 인스턴스를 만들어보자

싱글턴 패턴 🌚

댓글