About Singleton Pattern

싱글톤은

생성적 디자인 패턴으로, 하나의 클래스는 하나의 인스턴스만을 가져야 한다는 패턴이다.

그리고 프로그램 전체에서 단 하나의 접근 지점을 가져야한다.

이 패턴의 주요 아이디어는, 하나의 클래스가 하나의 인스턴스만을 책임지게 하는 것이다.

싱글톤은 매우 단순한 디자인 패턴이지만, 조심하지 않으면 실수하기도 쉽다.

기본 구조

싱글톤 클래스는 static property instance 를 가진다. 이 property는 이 클래스의 단 하나의 인스턴스를 참조한다.

이 인스턴스는 반드시 static method getInstance() 를 통해서만 접근 가능하다.

클래스 생성자는 private 하고, 이로 인해 클래스 밖으로 부터 instantiated 되는 것을 막아야한다.

방법론적인 이해

새로운 인스턴스를 생성하지 않고, 클래스 안에 캐싱된 멤버 변수를 지속적으로 참조해 멤버 함수를 호출하는 것으로 기능을 수행하는 것으로 이해할 수 있다.

언제 사용하는가

싱글톤은 인스턴스를 생성하는 것이 코스트를 많이 유발할 때 사용될 수 있다. 예) 인스턴스를 생성하는 것이 외부로 부터 많은 데이터를 로드하는 것을 필요로 할때

또한 프로그램에서 같은 object를 계속해서 참조해야 할 때 유용하다.

특정 캐싱 레이어가 필요할 때도 싱글톤 패턴을 사용할 수 있다. 싱글톤 클래스는 인스턴스 요청에 대한 캐시를 check and manage 할 수 있다.

주의할 점

• 싱글톤 디자인을 적용할 때는, 반드시 lazy construction 이 고려되어야 한다. 클래스 인스턴스는 반드시 그것이 처음으로 필요할 때만 성성되어야 한다.
• 보통, 싱글톤 클래스는 생성자의 parameter 를 받지 않는다. 만약 받는다면 싱글톤 패턴의 아이디어에 위배되지 않는가?를 고려할 필요가 잇다.
• 스레드 안전성: 멀티 스레드 어플리케이션에서의 싱글톤 패턴은 주의할 필요가 있다. 만약 싱글톤에서 mutable data 를 가지고 있다면, 스레드-안전성을 위협할 수 있다.
• 몇몇 경우에서는 싱글톤 패턴이 anti-pattern 으로 여겨지기도 한다. 이는 싱글톤 패턴이 SOLID 원칙(단일 책임 원칙)을 위배하기 때문이기 때문이다. 싱글톤을 다룰 때는, 인스턴스의 수명을 별도로 관리해야 한다. 또한 싱글톤은 단위 테스트 를 어렵게한다. 싱글톤처럼 작동하는 인터페이스를 제공하는 mockup 을 만들 수 없기 때문이다.