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6월 13일 화요일 TIL 회고록

tft4rollz 2023. 6. 13. 21:23

웹 애플리케이션과 싱글톤

  • 스프링은 태생이 기업용 온라인 서비스 기술을 지원하기 위해 탄생했다.
  • 대부분의 스프링 애플리케이션은 웹 애플리케이션이다. 물론 웹이 아닌 애플리케이션 개발도 얼마든지 개발할 수 있다.
  • 웹 애플리케이션은 보통 여러 고객이 동시에 요청을 한다.

 

스프링 없이 순수한 DI 컨테이너를 테스트해보자.

 

전체 코드

 @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 다른 것을 확인
    System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
    System.out.println("memberService2 = " + memberService2);

    // memberService1 != memberService2
    Assertions.assertThat(memberService1).isNotSameAs(memberService2);
  }

memberService를 두번 조회해보고 System.out.println을 사용하여 참조값이 다른지 출력하는 테스트 코드를 만들었다.

 

실행 결과

memberService1, memberService2는 각각 참조값이 다른 것을 알 수 있다.

 

Assertions.assertThat(memberService1).IsNotSameAs(memberService2)를 사용하여 검증해보았다.

isNotSameAs : 실제 값이 주어진 값과 다른지 확인하는 기능

 

실행 결과

 

정리

  • 고객 트래픽이 초당 100이 나오면 초당 100개 객체가 생성되고 소멸한다 -> 메모리 낭비가 심하다.
  • 해결 방안은 해당 객체가 딱 1개만 생성되고, 공유하도록 설계하면 된다. -> 싱글톤 패턴

싱글톤 패턴

  • 싱글톤 패턴이란 클래스 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다.
  • 그래서 객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 막아야 한다.
    • private 생성자를 사용해서 외부에서 임의로 new 키워드를 사용하지 못하도록 막아야 한다.

 

싱글톤 패턴을 적용한 예제 코드

public class SingletonService {

  // 자기 자신을 내부에 private static 으로 하나 가지고있다.
  // 이렇게 만들면 클래스 레벨에 올라가기 때문에 딱 하나만 존재하게 된다.
  private static final SingletonService instance = new SingletonService();

  // public 으로 열어서 객체 인스턴스가 필요하면 이 static 메서드를 통해서만 조회하도록 허용한다.
  public static SingletonService getInstance() {
    return instance;
  }

  // 생성자를 private로 선언해서 외부에서 new 키워드를 사용한 객체 생성을 못하게 만든다.
  // ex) SingletonService singletonService = new SingletonService();
  private SingletonService() {
  }

  public void logic() {
    System.out.println("싱글톤 객체 로직 호출");
  }


}

 

  1. static 영역에 객체 Instance를 미리 하나 생성해서 올려둔다.
  2. 이 객체 인스턴스가 필요하면 오직 'getInstance()' 메서드를 통해서만 조회할 수 있다. 이 메서드를 호출하면 항상 같은 인스턴스를 반환한다.
  3. 딱 1개의 객체 인스턴스만 존재해야하므로, 생성자를 private로 막아서 혹시라도 외부에서 new 키워드로 객체 인스턴스가 생성되는 것을 막는다.

 

싱글톤 패턴을 사용하는 테스트 코드

 @Test
  @DisplayName("싱글톤 패턴을 적용한 객체 사용")
  void singletonServiceTest() {
  	
    // private으로 생성자를 막아두었다. 실행 시 컴파일 오류가 발생한다.
    // new SingletonService();
  
    // SingletonService.getInstance 를 사용해 singletonService1, singletonService2 생성
    // 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    SingletonService singletonService1 = SingletonService.getInstance();
    SingletonService singletonService2 = SingletonService.getInstance();

    // 참조 값이 같은 것을 확인
    System.out.println("singletonService1 = " + singletonService1);
    System.out.println("singletonService2 = " + singletonService2);
    
    // singletonService1 == singletonService2
    assertThat(singletonService1).isSameAs(singletonService2);

  }
  • private로 new 키워드를 막아두었다.
  • 호출할 때 마다 같은 객체 인스턴스를 반환하는 것을 확인할 수 있다.
  • isSameAs()를 사용해 검증 작업을 진행했다.
    • isSameAs() : 실제 값이 주어진 값과 동일한지 확인
    • isNotSameAs() :  실제 값이 주어진 값과 다른지 확인

 

출력 및 테스트 결과

singletonService1 = hello.core.singleton.SingletonService@2bbaf4f0
singletonService2 = hello.core.singleton.SingletonService@2bbaf4f0

singletonService1, singletonService2가 참조값이 같은 것을 확인할 수 있다.

 

싱글톤 패턴을 적용하면 고객의 요청이 올 때마다 객체를 생성하는 것이 아닌, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 싱글톤 패턴은 다음과 같은 단점들을 가지고 있다.

 

싱글톤 패턴 문제점

  • 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.
    • 위에 예제 코드처럼 instance 메서드 및 getInstance() 메서드, private 타입 SingletonService() 메서드도 만들어야한다.
  • 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다. -> DIP를 위반한다.
  • 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다. 
    • OCP (Open Close Principle) : 개방 폐쇄 원칙, 확장에는 열려있고 수정에는 닫혀있어야 한다,
  • 테스트 하기 어려워진다. (유연하게 테스트하기 어려워진다.)
  • 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다.
  • private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다.
  • 결론적으로 유연성이 떨어진다. (DI를 적용하기 어려워진다.)
  • 안티패턴으로 불리기도 한다.

싱글톤 컨테이너

스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서, 객체 인스턴스를 싱글톤(1개만 생성)으로 관리해준다.

 

싱글톤 컨테이너

  • 스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.
  • 스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 한다. 이렇게 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라 한다.
  • 스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글톤 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글톤으로 유지할 수 있다.
    • 싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 된다.
    • DIP, OCP, 테스트, private 생성자로부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있다.

 

스프링 컨테이너를 사용하는 테스트 코드

@Test
  @DisplayName("스프링 컨테이너와 싱글톤")
  void springContainer() {

    AnnotationConfigApplicationContext ac = 
    new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
	
    // 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    MemberService memberService1 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);

    MemberService memberService2 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);

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

    // memberService1 == memberService2
    assertThat(memberService1).isSameAs(memberService2);
  }

 

출력 및 실행 결과

memberService1 = hello.core.member.MemberServiceImpl@352c1b98
memberService2 = hello.core.member.MemberServiceImpl@352c1b98

참조 값이 같은 것을 확인할 수 있다.

 

싱글톤 컨테이너 적용 후

  • 스프링 컨테이너 덕분에 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 재사용할 수 있다.

내일은 강의를 들은 후 개인 프로젝트 도커, 레디스 연동을 해봐야겠다.