Java

[Effective Java] 아이템 3. private 생성자나 열거 타입으로 싱글턴임을 보증하라

Effective Java를 주문해놓고, 이 책 또한 장식용이 될 뻔 했는데 우테코 @로키의 책 읽기 리스트?에 함께 하고 싶어서 열심히 읽게 되었다. 역시 함께하는 사람이 있는 것은 매우 중요하고, 우테코에는 이렇게 동기부여가 되는 크루들이 많아서 배울 점이 많다.

 

아이템 3. private 생성자나 열거 타입으로 싱글턴임을 보증하라.

싱글턴(singleton)이란? 인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 클래스를 말한다. 

(인스턴스에 대해서도 접은글로 설명을 덧붙여놓았다.)

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그렇다면 인스턴스란? 

어떤 클래스에 속하는 각 객체를 인스턴스라고 한다. 좀 뜻이 모호한데, 좋은 예시를 찾다가 해당 블로그에서 제시해주신 예시를 인용하여 설명을 보충해보자.

 

붕어빵을 만들려면 붕어빵을 찍기 위한 틀이 있어야한다. 틀이 준비되었다면 틀에 밀가루 반죽과 팥을 집어넣고 구워준다. 적당히 구워지면 틀에서 꺼낸다. 그로써 붕어빵이 탄생한다.

여기서 우리는 붕어빵틀을 클래스, 붕어빵을 오브젝트, 각각의 붕어빵을 인스턴스라고 빗댈 수 있으며, 붕어빵을 굽는 행위를 인스턴스화 하다라고 표현할 수 있다. 

붕어빵이라는 클래스는 밀가루 반죽과 팥이라는 멤버 변수를 갖고 있고, 굽다()라는 메서드를 갖고 있다. 이제 붕어빵틀에 밀가루 반죽과 팥을 집어넣어 붕어빵을 만들어보자. 각각의 붕어빵들은 붕어빵틀의 굽다() 라는 메서드를 통해 구워질 수 있다. 붕어빵이 구워지고... (인스턴스화 되고 있다) 붕어빵이 다 구워지면, 객체가 생성된 것이다!

싱글턴의 대표적인 예로는 함수와 같은 무상태(stateless) 객체나 설계 상 유일해야하는 시스템 컴포넌트를 들 수 있다.

 

싱글턴을 만드는 방식에는 두 가지가 있는데, 두 방식 모두 생성자는 private으로 감춰두고, 유일한 인스턴스에 접근할 수 있는 수단으로 public static 멤버를 하나 만들어둔다.

 

이 게시글에서 작성된 코드는 모두 Effective Java 책에서 발췌하였다.

 

1. public static final 필드 방식의 싱글턴

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

이 경우에서 private 생성자는 Elvis.INSTANCE를 호출할 때 딱 한번 호출된다. public 이나 protected 생성자가 없으므오 Elvis 클래스가 초기화될 때 만들어진 인스턴스가 전체 시스템에서 하나뿐임을 보장할 수 있다. 이 방식의 장점은 해당 클래스가 싱글턴임이 API에 명백히 드러나는 것이다. pulbic static 필드가 final이니 절대 다른 객체를 참조할 수 없다. 

 

2. 정적 팩터리 방식의 싱글턴

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

이 방식의 장점은 API를 바꾸지 않고도 싱글턴이 아니게 변경할 수 있다는 점이다. 유일한 인스턴스를 반환하던 팩터리 메서드가 호출하는 스레드별로 다른 인스턴스를 리턴하도록 할 수 있다. 또한 원한다면 정적 팩터리를 제네릭 싱글턴 팩터리로 만들 수 있다는 점이다. (제네릭 싱글턴 팩터리는 이후 다른 게시글로서 정리하겠다.) 또한 정적 팩터리 메서드의 메서드 참조를 공급자로 사용할 수 있다. 공급자(Supplier)와 관련하여 잘 정리된 게시글이 있어 참고 링크로 걸어두었다. 

 

위 두가지 방법으로 만든 싱글턴 클래스를 직렬화하기 위해서는 단순히 Serializable로 구현한다고 선언하는 것만으로는 부족한다. 모든 인스턴스 필드를 transient라고 선언하고, readResolve 메서드를 제공해야한다. 

 

3. 열거 타입 방식의 싱글턴 - 바람직한 방법

public enum Elvis {
    INSTANCE;
    ...
}

위 enum 방식을 활용한다면 직렬화, 리플렉션 공격에서도 제 2의 인스턴스가 생성되는 것을 완벽히 막아준다. 대부분의 상황에서는 원소가 하나뿐인 열거 타입이 싱글턴을 만드는 가장 좋은 방법이다.

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