싱글톤 컨테이너

웹 애플리케이션과 싱글톤

 

• 웹 어플리케이션은 보통 여러 고객이 동시에 요청을 한다.
• -> 다음과 같이 고객이 3번 요청을 하면 객체가 3개가 생성된다.
• 즉, 메모리 낭비가 심하다
• 해결방안은 해당 객체가 한개만 생성되고 공유하도록 설계하면 된다.

싱글톤 패턴

• 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다.
• 따라서 객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 막아야한다.

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");
	 }
}

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.

 

싱글톤 패턴은 여러 문제점도 존재한다.

• 코드가 많이 들어간다.
• 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다. -> DIP 위반
• OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다
• 테스트하기 어렵다
• 속성변경 및 초기화가 어렵다
• 자싴 클래스를 만들기 어렵다

결론적으로 유연성이 떨어진다.

 

하지만 스프링 컨테이너는 싱글톤 문제점은 해결하면서 객체는 싱글톤으로 관리해준다.

 

싱글톤 컨테이너

 

• 스프링 컨테이너는 싱글턴 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.
• 스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 한다. 이렇게 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라 한다.
• 스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글턴 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글톤으로 유지할 수 있다.
• DIP, OCP, 테스트, private 생성자로 부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있다.

 

싱글톤 방식의 주의점

객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방싱은 여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하는 구조이다.

따라서 싱글톤 객체는 상태를 유지하게 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;
	 }
}

다음과 같은 코드가 존재한다고 가정하자.

//ThreadA: A사용자 10000원 주문
 statefulService1.order("userA", 10000);
 
 //ThreadB: B사용자 20000원 주문
 statefulService2.order("userB", 20000);
 
 //ThreadA: 사용자A 주문 금액 조회
 int price = statefulService1.getPrice();
 
 //ThreadA: 사용자A는 10000원을 기대했지만, 기대와 다르게 20000원 출력
 System.out.println("price = " + price);

다음과 같은 오류가 발생할 수 도있다.

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

다음과 같이 공유되는 변수 대신 해당값을 리턴해주거나 지역 변수를 사용해야한다.

 

결론 : 싱글톤 방식은 객체 인스턴스를 공유하므로 스프링 빈은 항상 무상태(stateless)로 설계해야한다.

 

@Configuration과 싱글톤

• memberService 빈을 만드는 코드를 보면 memberRepository() 를 호출한다.
  • 이 메서드를 호출하면 new MemoryMemberRepository() 를 호출한다.
• orderService 빈을 만드는 코드도 동일하게 memberRepository() 를 호출한다
  • 이 메서드를 호출하면 new MemoryMemberRepository() 를 호출한다.

각각 다른 2개의 MemoryMemberRepository 가 생성되면서 싱글톤이 깨지는 것 처럼 보이지만 스프링 컨테이너에서는 해당 문제가 생기지 않는다.

 

스프링 컨테이너가 각각 @Bean을 호출해서 스프링 빈을 생성한다.

그러므로 memberRepository() 는 다음과 같이 총 3번이 호출되어야 하는 것 아닐까?

 

1. 스프링 컨테이너가 스프링 빈에 등록하기 위해 @Bean이 붙어있는 memberRepository() 호출

2. memberService() 로직에서 memberRepository() 호출

3. orderService() 로직에서 memberRepository() 호출

 

결론 : 아니다. 1번만 호출된다.

 

@Configuration과 바이트코드 조작의 마법

위 코드가 자바코드의 관점에서 보면 3번 호출되는것이 맞지만, 스프링은 클래스의 바이트코드를 조작하는 라이브러리를 사용한다.

 

모든 비밀은 @Configuration 을 적용한 AppConfig 에 있다.

 

 

AppConfig 스프링 빈을 조회해서 클래스 정보를 출력해보면

been = class hello.core.AppConfig가 아닌

bean = class hello.core.AppConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$bd479d70 이 출력된다.

 

이는 스프링이 CGLIB라는 바이트코드 조작 라이브러리를 사용해서 AppConfig 클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록한 것이다.

 

즉, @Bean이 붙은 메서드마다 이미 스프링 빈이 존재하면 존재하는 빈을 반환하고, 스프링 빈이 없으면 생성해서 스프링빈으로 등록하고 반환하는 코드가 동적으로 만들어진다.

 

참고) AppConfig@CGLIB는 AppConfig의 자식 타입이므로, AppConfig 타입으로 조회 할 수 있다

 

• @Bean을 사용하면 스프링 빈으로 등록시킨다.
• @Configuration을 사용하면 싱글톤으로 등록된다.

 

정리

• @Bean만 사용해도 스프링 빈으로 등록되지만, 싱글톤을 보장하지 않는다
• @Configuration을 사용해야 싱글톤을 보장한다.
• 스프링 설정 정보는 항상 @Configuration 을 사용하자.

 

인프런 김영한 강사님의 Spring 핵심입문 정리 강의를 듣고 정리한 내용입니다.