싱글 톤 패턴

사전 기반 지식

• 클래스와 객체 : 자바에서 클래스는 객체를 생성하기 위한 틀이다. 일반적으로 하나의 클래스에서 여러 객체를 생성할 수 있지만, 싱글톤 패턴은 단 하나의 객체만을 보장한다.
  
• 생성자(Constructor) : 객체가 생성될 때 호출되는 메서드로, 싱글톤 패턴에서는 생성자를 외부에서 호출하지 못하도록 제한한다.
• 정적 변수와 메서드 : 싱글톤 패턴에서 주로 사용되는 정적(static) 멤버에 대한 이해가 필요하다.

 

싱글톤 패턴

싱글톤 패턴은 특정 클래스의 인스턴스를 하나만 생성하고, 이를 전역적으로 접근할 수 있도록 하는 디자인 패턴이다.

주요 목적은 시스템 전체에서 공통된 리소스를 공유하거나, 객체 생성을 제한하여 메모리 낭비를 줄이기 위함이다.

 

package singleton;

// 1. 정적 변수를 선언한다.
// 2. private 생성자를 선언한다.
// 3. 외부에서 접근 가능한 public 정적 메서드를 선언한다. 
public class SingleTon {

    // 1. 유일한 인스턴스를 저장할 변수를 선언한다. (private, static)
    private static SingleTon instance;

    // 2. 외부에서 객체를 생성 못하도록 private 생성자를 선언한다.
    private SingleTon() {}

    // 3. 외부에서 인스턴스 주소를 반환 받을 수 있는 메서드를 선언한다.
    // 심화 : 멀티스레드 환경에서 안전하게 싱글톤 패턴을 구현하기 위해서는 
    public static synchronized SingleTon getInstance() { // 동기화 처리(synchronized)
        if (instance == null) {
            instance = new SingleTon();
        }
        return instance;
    }
}

package singleton;

public class MainTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 싱글톤 객체를 불러와보자.
        SingleTon systemSingleTon1 = SingleTon.getInstance();
        SingleTon systemSingleTon2 = SingleTon.getInstance();
    

    if(systemSingleTon1 == systemSingleTon2) {
        System.out.println("같은 객체를 바라보고 있습니다.");
    }

}
}

 

활용 예시

• 로깅 시스템 : 여러 클래스에서 동일한 로깅 인스턴스를 사용하여 로그를 기록한다.
• 설정 관리(Configuration) : 시스템의 설정 값을 저장하고, 이를 전역적으로 사용해야 하는 경우 싱글톤을 활용한다.

도전 과제

Connection 객체를 반환하는 클래스를 설계한다. (단, 멀티 스레드 환경에 안전한 객체를 생성할 수 있도록 코드 작성)

public class DatabaseConnection {
    // 데이터베이스 연결 코드
    // 실제 데이터베이스 연결 객체 (예: JDBC Connection)
    private Connection connection;
	  // 데이터베이스 URL, 사용자명, 비밀번호와 같은 설정
	  // JDBC 드라이버 로드
    // Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
 
}

 

핵심 요약

• 싱글톤 패턴은 특정 클래스의 인스턴스를 하나만 유지하는 디자인 패턴이다.
• 주로 공통된 리소스를 관리하거나, 전역 상태를 관리하는 데 사용된다.
• 장점 : 메모리 절약, 전역적으로 동일한 인스턴스 사용
• 단점 : 전역 상태로 인한 의존성 증가, 멀티스레드 환경에서의 동기화 이슈

도전 과제 - 풀링 기법에 대해 알아두기 (싱글톤 개념이 아님)

객체 10개만 미리 생성해두기

 

객체 풀링(Object Pooling)

자원을 효율적으로 관리하기 위한 디자인 패턴 중 하나이다. 주로 객체 생성 비용이 크거나, 제한된 자원을 사용할 때 객체의 재사용을 통해 성능을 향상시키는데 사용된다. 객체 풀링의 핵심 개념은 여러 개의 객체를 미리 생성해 두고, 필요할 때 그 객체들을 재사용하는 것이다.