스프링 핵심 원리[기본편] - 싱글톤 컨테이너

웹 애플리케이션과 싱글톤

• 한번에 수많은 사람들이 접속함
• 이때 지금까지의 순수한 자바만의 AppConfig 는 요청마다 객체를 새로 생성
• 이러면 메모리 낭비가 심해진다.
• 해결방안으로 해당 객체가 딱 1개만 생성되어 공유하는 싱글톤 패턴이 등장

싱글톤 패턴

• 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴

구현방법

1. static 영역에 객체 instance를 미리 하나 생성
2. 해당 인스턴스가 필요하면 오직 getter를 통해서만 조회가능. 호출하면 static영역이기에 같은 인스턴스만이 반환됨
3. 생성자를 private로 막아 외부에서 new로 해당 인스턴스를 생성하는것을 막음

public class SingletonService {
    //1. static 영역에 객체를 딱 1개만 생성해둔다.
    private static final SingletonService instance = new SingletonService();
    //2. public으로 열어서 객체 인스터스가 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");
    }
}

싱글톤 패턴 문제점

• 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.
• 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다. -> DIP를 위반한다.
• 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다.
• 테스트하기 어렵다.
• 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다.
• private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다.
• 결론적으로 유연성이 떨어진다.

싱글톤 컨테이너

• 위의 싱글톤 패턴의 모든 단점을 보완해주는 스프링의 싱글톤 컨테이너이다.
• 지금까지 사용한 스프링빈이 싱글톤으로 관리되는 빈이다.

스프링 컨테이너 장점

• 스프링 컨테이너는 따로 싱글톤 패턴을 적용하지 않아도, 객체인스턴스(스프링빈)을 싱글톤으로 관리
• 스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글톤의 모든 단점을 보완하고, 객체를 싱글톤으로 유지할수 있다
• 싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드 필요 없음
• DIP, OCR, 테스트, private 생성자로부터 자유롭게 싱글톤 사용

@Test
@DisplayName("스프링 컨테이너와 싱글톤")
void springContainer() {
    ApplicationContext ac = new
    AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
    //1. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    MemberService memberService1 = ac.getBean("memberService",
    MemberService.class);
    //2. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    MemberService memberService2 = ac.getBean("memberService",
    MemberService.class);
    //참조값이 같은 것을 확인
    System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
    System.out.println("memberService2 = " + memberService2);
    //memberService1 == memberService2
    assertThat(memberService1).isSameAs(memberService2);
}

싱글톤 방식의 주의점

• 무상태(stateless)로 설계해야한다.
• 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 공유해서 사용하므로 공유되는 필드가 있으면 안된다.
• 특정클라이언트가 값을 변경할수 있으면 안된다.!!!!! 가급적 읽기만 가능해야함!

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;
    }
}

• 클라이언트1 이 price1 을 넣고, 클라이언트2가 price2를 넣은후 클라이언트1 이 price를 요청하면 price2가 나오게된다. 상태가 유지(공유필수(price)가 사용)되고 있기 때문!
• 정말 조심하기

@Configuration과 싱글톤

• AppConfig가 다음과 같은데 스프링 컨테이너에 스프링 빈을 등록한다면 자바코드에 따르면 new MemoryRepository가 3번 호출되니까 싱글톤이 깨지는거 아닌가?

1. memberRepository를 스프링 컨테이너에 등록할때
2. memberService에서 호출할때
3. orderService에서 호출할때

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MemberService memberService() {
    	return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }
    @Bean
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(
        memberRepository(),
        discountPolicy());
    }
    @Bean
    public MemberRepository memberRepository() {
    	return new MemoryMemberRepository();
    }
}

@Configuration과 바이트코드 조작의 마법

• 위의 문제가 일어나는 것은 맞지만 @Configuration이 해결해준다.
• AppConfig를 스프링 빈으로 등록하고 조회해보자

AppConfig bean = ac.getBean(AppConfig.class);

• 다음과 같은 클래스 정보가 출력된다.

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

• 순수한 클래스와 다르게 CGLIB가 붙어있는것을 볼수 있는데 이것은 바이트코드 조작라이브러리를 이용했다는 것으로 AppConfig클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록한것이다.
• 그 임의의 다른 클래스가 바로 싱글톤을 보장해준다.

AppConfig@CGLIB 예상코드

• @Bean이 붙은 메서드마다 스프링 컨테이너에 존재한다면 컨테이너의 싱글톤을 보장받아 존재하는 빈을 반환하고, 빈이 없으면 컨테이너에 등록하고, 반환하는 코드가 스프링에 의해 동적으로 만들어진다.
• 덕분에 싱글톤 보장가능

@Bean
public MemberRepository memberRepository() {

     if (memoryMemberRepository가 이미 스프링 컨테이너에 등록되어 있으면?) {
     	return 스프링 컨테이너에서 찾아서 반환;
     } 
     else { //스프링 컨테이너에 없으면 기존 로직을 호출해서 MemoryMemberRepository를 생성하고 스프링 컨테이너에 등록
     	return 반환
     }
}

 

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참고강의

https://www.inflearn.com/course/%EC%8A%A4%ED%94%84%EB%A7%81-%ED%95%B5%EC%8B%AC-%EC%9B%90%EB%A6%AC-%EA%B8%B0%EB%B3%B8%ED%8E%B8