Java로 배우는 디자인패턴 입문 Chapter 5. Singleton 단 하나의 인스턴스 2004-1

반드시 하나의 인스턴스만 생성되어야 하는 클래스도 있다. 01. Singleton 패턴 프로그램 실행 시, 하나의 클래스에 대한 인스턴스가 보통 여러 개 생성된다. 반드시 하나의 인스턴스만 생성되어야 하는 클래스도 있다. 예: 컴퓨터 자체를 표현한 클래스, 윈도 시스템을 표현한 클래스 이 경우, 프로그래머가 new MyClass( )를 한번만 실행하면 된다. 그러나, 1개의 인스턴스만 생성되도록 프로그램에 표현하고 싶다면, => Singleton 패턴을 사용한다. Chapter 5. Singleton /42

=> 외부에서 생성자를 호출해서 객체를 생성하지 못한다. 02. 예제 프로그램 static / public 메소드 생성자가 private 메소드 => 외부에서 생성자를 호출해서 객체를 생성하지 못한다. Chapter 5. Singleton /42

Singleton 클래스 (리스트5-1) 02. 예제 프로그램 private static singleton 정적 필드 Singleton 클래스를 로드할 때 한번만 실행된다. private이므로, 외부에서 접근하지 못한다. private Singleton( ) 생성자 private 메소드이므로, 외부에서 new Singleton( )을 호출하지 못함. public static Singleton getInstance( ) Singleton 클래스의 유일한 하나의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 메소드 Chapter 5. Singleton /42

02. 예제 프로그램 Main 클래스 (리스트5-2) Singleton.getInstance( )를 이용하여, Singleton 클래스의 객체를 얻어온다. obj1변수와 ojb2 변수가 같은 객체의 주소를 참조하는지 비교 if(obj1 == obj2) Singleton 객체 obj1: obj2: Chapter 5. Singleton /42

03. 등장 역할 Singleton의 역할 Chapter 5. Singleton /42

왜 제한할 필요가 있는가? 유일한 하나의 인스턴스는 언제 생성되는가 04. 독자의 사고를 넓혀주는 힌트 인스턴스가 하나만 존재한다는 것이 보증되면, 인스턴스 상호 간에 영향을 주어 생각지 못한 버그가 발생할 가능성이 없어진다. 유일한 하나의 인스턴스는 언제 생성되는가 프로그램 실행 후, 처음으로 Singleton.getInstance( ) 메소드가 호출되면, Singleton 클래스가 초기화되고, 이 때 static 필드인 singleton 필드가 초기화된다. Chapter 5. Singleton /42

Abstract Factory 패턴 (8장) Builder 패턴 (7장) Facade 패턴 (15장) 05. 관련 패턴 Abstract Factory 패턴 (8장) Builder 패턴 (7장) Facade 패턴 (15장) Prototype 패턴 (6장) Chapter 5. Singleton /42

하나의 인스턴스만 생성되어야 하는 클래스 구현 패턴 06. 요약 하나의 인스턴스만 생성되어야 하는 클래스 구현 패턴 Chapter 5. Singleton /42

5-1. TicketMaker 클래스에 Singleton 패턴 적용하기 연습 문제 5-1. TicketMaker 클래스에 Singleton 패턴 적용하기 해답에서, getNextTicketNumber( )를 synchronized로 선언한 이유는? 다수의 스레드가 동시에 이 메소드를 호출하면, 같은 값을 반환할 위험이 있기 때문 synchronized 메소드 실행 시, 다른 스레드가 그 메소드를 호출하면, 그 메소드 실행이 완료될 때까지 기다려야 한다. Chapter 5. Singleton /42

5-2 연습 문제 인스턴수의 개수가 3개로 한정되어 있는 클래스 Triple 만들기 배열을 이용한다. Chapter 5. Singleton /42

5-3. 리스트5-4가 Singleton 패턴이 되지 않는 이유는? 연습 문제 5-3. 리스트5-4가 Singleton 패턴이 되지 않는 이유는? 구현 방식 설명 getInstance( ) 메소드에서, singleton 필드가 null 이면 Singleton 객체를 생성하고, null 이 아니면, 현재 있는 Singleton 객체를 반환한다. null 은, 현재 Singleton 객체가 생성되었는지 안 되었는지를 나타내는 값으로 사용된다. Chapter 5. Singleton /42

5-3(계속). 리스트5-4가 Singleton 패턴이 되지 않는 이유는? 연습 문제 5-3(계속). 리스트5-4가 Singleton 패턴이 되지 않는 이유는? Singleton 패턴이 안 되는 이유(다중 스레드 환경인 경우) 두 스레드가 동시에 getInstance( )를 호출한 경우 첫 스레드가 (singleton == null) 인지 비교해서 ‘참’이므로 Singleton 객체를 생성하고고, 그 객체를 singleton 변수에 할당하려고 한다. 그런데, singleton 변수에 할당하기 직전에, 다른 스레드가 CPU를 할당받고 getInstance( )를 호출하여 (singleton == null) 을 비교하는 경우가 있다. 아직 singleton 변수에는 Singleton 객체가 할당되어 있지 않으므로, 비교 결과가 또 참이 되어 Singleton 객체를 또 생성하려고 한다. Chapter 5. Singleton /42

5-3(계속). 리스트5-4가 Singleton 패턴이 되지 않는 이유는? 연습 문제 5-3(계속). 리스트5-4가 Singleton 패턴이 되지 않는 이유는? 결과적으로 두 개 이상의 Singleton 객체가 생성될 수 있다. 예: 443~444페이지 리스트 5-5 main( )에서 3개의 스레드를 생성하고, run( )에서 Singleton.getInstance( )를 실행한다. 리스트 A5-6 생성자 Singleton( )에서, 객체 생성시 일부러 속도를 sleep 하고 CPU를 내 놓는다. => 두 개 이상의 인스턴스가 생성될 확률이 높아짐 Chapter 5. Singleton /42

5-3(계속). 리스트5-4가 Singleton 패턴이 되지 않는 이유는? 연습 문제 5-3(계속). 리스트5-4가 Singleton 패턴이 되지 않는 이유는? 해결책 getInstance( ) 메소드를 synchronized로 선언한다. 동시에 두 개 이상의 스레드가 getInstance( ) 메소드 안으로 들어오지 않도록 막는다. Chapter 5. Singleton /42