스프링 핵심 원리 기본편 (3- 싱글톤 컨테이너)

public class SingletonTest {

    @Test
    @DisplayName("스프링 없는 순수한 DI 컨테이너")
    void pureContainer(){
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        //1. 조회 : 호출할 때마다 객체를 생성
        MemberService memberService1 = appConfig.memberService();

        //2. 조회 : 호출할 때마다 객체를 생성
        MemberService memberService2 = appConfig.memberService();

        System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
        System.out.println("memberService2 = " + memberService2);

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

memberService1 = com.springbasic.kyh_springbasic.member.MemberServiceImpl@598bd2ba
memberService2 = com.springbasic.kyh_springbasic.member.MemberServiceImpl@5a755cc1

 

 

스프링 없는 순수한 DI 컨테이너인 AppConfig는 요청할때마다 객체를 새로 생성한다.
고객 트래픽이 초당 100이 나오면 초당 100개 객체가 생성되고 소멸된다. -> 메모리 낭비가 심하다.
해결방안은 해당 객체가 딱 1개만 생성되고 공유하도록 설계하면 된다. -> 싱글톤 패턴!

 

 

싱글톤 패턴?

아래 코드와 같이 클래스의 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.

 

public class StatefulService {

    private int price;    //상태를 유지하는 필드

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

    public int getPrice() {
        return price;
    }
}

 

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 존재해야 하므로, 생성자를 private으로 막아서 혹시라도

    외부에서 new 키워드로 객체 인스턴스가 생성되는 것을 막는다.

 

 

하지만 싱글톤 패턴의 문제점도 존재한다.

1. 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.

2. 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다. DIP를 위반한다.

3. 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다.

4. 테스트하기 어렵다.

5. 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다.

6. private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다.

7. 결론적으로 유연성이 떨어진다. 안티패턴으로 불리기도 한다.

 

 

싱글톤 컨테이너

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

스프링 @Configuration, @bean이 바로 싱글톤으로 보장해준다.

싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라 한다.

스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글턴 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글톤으로 유지할 수 있다.

싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 된다.

DIP, OCP, 테스트, private 생성자로 부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있다.

 

 

싱글톤 방식의 주의점

싱글톤 패턴이든,

스프링 같은 싱글톤 컨테이너를 사용하든,

객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안된다.

 

 

public class StatefulService {

    private int price;    //상태를 유지하는 필드

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

    public int getPrice() {
        return price;
    }
}

class StatefulServiceTest {

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

        //ThreadA : A사용자 10000원 주문
        statefulService1.order("userA", 10000);
        //ThreadB : A사용자 20000원 주문
        statefulService2.order("userB", 20000);

        //ThreadA: A사용자 주문 금액 조회
        int price = statefulService1.getPrice();
        System.out.println("price = " + price);

        Assertions.assertThat(statefulService1.getPrice()).isEqualTo(10000);
    }

 

 

name = userA price = 10000
name = userB price = 20000
price = 20000

 

사용자A의 주문금액은 10000원이 되어야 하는데, 20000원이라는 결과가 나왔다.

공유필드는 조심해야 한다! 스프링 빈은 항상 무상태(stateless)로 설계하자.

 

 

무상태 설계의 예

public class StatefulService {

//    private int price;    //상태를 유지하는 필드

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

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

class StatefulServiceTest {

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

        //ThreadA : A사용자 10000원 주문
        int userA = statefulService1.order("userA", 10000);
        //ThreadB : A사용자 20000원 주문
        int userB = statefulService1.order("userB", 20000);

        //ThreadA: A사용자 주문 금액 조회
        // int price = statefulService1.getPrice();
        System.out.println("price = " + userA);

        Assertions.assertThat(userA).isEqualTo(10000);
    }