[스프링 핵심](4) 싱글톤 컨테이너

전에 굳이 스프링을 통해 DI 컨테이너를 등록했던 이유는 싱글톤을 유지하기 위해서이다.

 

웹 애플리케이션은 보통 여러 고객이 동시여 요청을 보낸다.

스프링 없는 순수 DI 컨테이너인 AppConfig는 요청을 할 때 마다 새로운 객체를 생성한다. 그래서 사용자가 많으면 많을수록 메모리 낭비가 심해져서, 해당 객체가 딱 1개만 생성되고, 공유하도록 설계를 바꾸도록 한다. 이게 싱글톤 패턴이다.

 

싱글톤 패턴

클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴.

객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 private 생성자를 이용해 외부에서 임의로 new 키워드를 사용하지 못하도록 막아야한다.

 

package hello.core.singleton;

public class SingletonService {
	//1. static 영역에 객체를 딱 1개만 생성해둔다.
    private static final SingletonService instance = new SingletonService();
    
    //2. public으로 열어서 객체 인스턴스가 필요하면 이 static 메서드를 통해서만 조회하도록 허용한다.
    public static SingletonService getInstance() {
    	return instance;
    }
    
    //3. 생성자를 private으로 선언해서 외부에서 new 키워드를 사용한 객체 생성을 못하게 막는다. 
    private SingletonService() { }
    
    public void logic() {
    	System.out.println("싱글톤 객체 로직 호출");
    } 
}

static 영역에 객체 인스턴스를 미리 하나 생성해서 올려둔다.

이 객체 인스턴스는 오직 getInstance()메서드를 통해서만 조회할 수 있고, 같은 인스턴스를 반환한다.

 

싱글톤 패턴을 적용하면, 요청이 올때마다 객체를 생성하지 않고, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 사용할 수 있다. 하지만 수많은 문제점을 가지고 있다.

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.

8. 안티패턴으로 불리기도 한다.

 

스프링 컨테이너는 스프링 빈을 통해 이러한 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다. 이렇게 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라고 한다.

스프링 컨테이너의 이러한 기능 덕분에 싱글톤 패턴을 위한 코드가 들어가지 않아도 되고, DIP, OCP, 테스트, private 생성자로부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있다.

 

이러한 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 객체를 공유하기 때문에 무상태(stateless)로 설계해야 한다.

즉,

1. 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안된다.

2. 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다.

3. 가급적 읽기만 가능해야 한다.

4. 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는 지역변수, 파라미터, ThreadLocal을 사용해야 한다.

* 스프링 빈의 필드에 공유값을 설정하지 않도록 주의해야 한다.

 

스프링은 클래스의 바이트코드를 조작하는 라이브러리를 사용해 스프링 빈이 싱글톤이 되도록 보장한다.

AnnotaionconfigApplicationContext에 파라미터로 넘긴 값은 스프링 빈으로 등록된다. 따라서 AppConfig도 스프링 빈으로 등록되었다.

AppConfig 스프링 빈을 조회해서 클래스 정보를 출력해보니, xxxCGLIB가 붙었다.

이것은 내가 만든 클래스가 아니라 스프링이 CGLIB이라는 바이트코드 조작 라이브러리를 사용해 ApppConfig 클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록한 것이다.

@Bean이 붙은 메서드마다 이미 스프링 빈이 존재하면 존재하는 빈을 반환하고, 없으면 생성해서 스프링 빈으로 등록 후 반환하는 코드가 동적으로 만들어진다. 덕분에 싱글톤이 보장된다.

고민할 필요 없이, 스프링 설정 정보는 항상 @Configuration을 사용하도록 하자.