[이펙티브 자바] 싱글턴 객체를 보장하는 세가지 방법

싱글턴이란 인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 클래스를 말한다.

싱글턴의 전형적인 예로는 함수와 같은 무상태 stateless 객체나 설계상 유일해야 하는 시스템 컴포넌트를 들 수 있다.

그런데 클래스를 싱글턴으로 만들면 이를 사용하는 클라이언트를 테스트하기가 어려워질 수 있다.

 

싱글턴을 만드는 방식은 보통 둘 중 하나다.

두 방식 모두 생성자는 private으로 감춰두고 유일한 인스턴스에 접근할 수 있는 수단으로 public static 멤버를 하나 마련해둔다. 우선 public static 멤버가 final필드인 방식을 살펴보자.

 

public class Elvis{
    public static final Elvis.INSTANCE = new ELvis();
    private Elvis(){...}
    
    public void leaveTheBuilding(){...}
}

private 생성자는 public static final 필드인 Elvis.INSTANCE 를 초기화할 때 딱 한 번만 호출된다.

public이나 protected 생성자가 없으므로 Elvis 클래스가 초기화될 때 만들어진 인스턴스가 전체 시스템에서 하나 뿐임이 보장된다.

예외적으로 퀀한이 있는 클라이언트가 리플렉션 API인 AccessibleObject.serAccessible을 이용해 private 생성자를 호출할 수 있다. 이러한 공격을 방어하려면 두번째 객체가 생성되려 할 때 예외를 던지게 하면 된다.

 

싱글턴을 만드는 두번째 방법에서는 정적 팩터리 메서드를 public static 멤버로 제공한다.

public class Elvis{
    private static final Elvis.INSTANCE = new Elvis();
    private Elvis(){...}
    private static Elvis getInstance(){ return INSTANCE; }
    
    public void leaveTheBuilding(){...}
}

Elvis.getInstance는 항상 같은 객체의 참조를 반환하므로 제 2의 Elvis 인스턴스는 만들어 지지 않는다.

 

첫번째 public 필드의 장점은 해당 클래스가 싱글턴임이 API에 명백히 드러난다는 것이다.

public static 필드가 final 이니 절대로 다른 객체를 잠조할 수 없기 때문이다.

 

두번째로 정적 팩터리 방식은 API를 바꾸지 않고도 싱글턴이 아니게 변경할 수 있다.

유일한 인스턴스를 반환하던 메서드가 호출하는 스레드별로 다른인스턴스를 넘겨주게도 할 수 있다.

 

둘 중 하나의 방식으로 만든 싱글턴 클래스를 직렬화하려면 단순히 Serializable을 구현한다고 선언하는 것만으로는 부족하다. 모든 인스턴스 필드를 일시적(transient)라고 선언하고 readResolve메서드를 제공해야한다. 이렇게 하지 않으면 역직렬화를 할 때 마다 새로운 인스턴스가 만들어지게 된다.

 

마지막으로 싱글턴을 만드는 세번째 장법은 원소가 하나인 열거 타입을 선언하는 것이다.

public enum Elvis{
    INSTANCE;
    
    public void leaveTheBuilding(){...}
}

 

public 필드 방식과 비슷하지만 더 간경하고 추가 노력없이 직렬화할 수 있고, 아주 복잡한 상황이나 리플렉션 공격에도 제 2의 인스턴스가 생기는 것을 막아준다.

대부분 상황에서는 원소가 하나뿐인 열거 타입이 싱글턴을 만드는 가장 좋은 방법이다.

단, 만들려는 싱글턴이 Enum 이외의 클래스를 상속해야한다면 이 방법은 사용할 수 없으니 주의하도록 하자.

 

 

참고 : 책, 이펙티브 자바 3/E