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

싱글턴 (Singleton)

  • 인스턴스를 오직 1개만 생성할 수 있는 클래스 (e.g. 무상태(stateless) 객체 또는 설계상 유일해야 하는 컴포넌트)
  • 클래스를 싱글턴으로 만들면, 이를 사용하는 클라이언트는 테스트하기 어려워질 수 있다. 👉 왜 테스트하기 어려울까?


어떻게 만들까?

1. public static final 필드 방식

  • private 생성자는 public static final 필드를 초기화할 때 딱 1번만 호출된다.
  • public/protected 생성자가 없으므로 해당 클래스의 객체가 전체 시스템에서 1개뿐임이 보장된다.
  • 단, 권한이 있는 클라이언트는 리플렉션 API를 이용하여 private 생성자를 호출할 수 있다.
  • 이러한 공격은 생성자를 수정하여 클래스의 2번째 인스턴스가 생성되려 할 때 예외를 발생함으로써 방지할 수 있다.

장점

  • 해당 클래스가 싱글턴임이 API에 명백히 드러난다.
  • 간결하다.

단점

  • 직렬화하기 어렵다.
  • 단순히 Serializable 인터페이스를 구현한다고 선언하는 것만으로는 부족하다.
  • 모든 필드에 transient 키워드를 선언하고, readResolve()를 제공해야 한다.
  • 아니면, 직렬화된 인스턴스를 역직렬화할 때마다 새로운 인스턴스가 만들어진다.
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public class Elvis {

    public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();

    private Elvis() {
    }

    public void dance() {
        ...
    }
}

2. 정적 팩터리 방식

  • getInstance()는 항상 같은 객체의 참조를 반환하여 클래스의 2번째 인스턴스는 결코 만들어지지 않는다.
  • 한편, 이때에도 리플렉션 API를 통한 예외는 똑같이 적용된다.

장점

  • 요구사항이 변경되면, API를 바꾸지 않고도 싱글턴이 아니게 수정할 수 있다.
  • 원한다면 정적 팩터리를 제네릭 싱글턴 팩터리로 만들 수 있다.
  • 정적 팩터리의 메서드 참조를 공급자(supplier)로 사용할 수 있다. (e.g. Elvis::getInstance)

단점

  • 직렬화하기 어렵다.
  • 이하동문
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public class Elvis {

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

    public void dance() {
        ...
    }
}

3. 열거 타입 방식

  • 조금 부자연스러울 수는 있다.
  • 그렇지만, 대부분 상황에서는 원소가 1개뿐인 열거(enum) 타입이 싱글턴을 만드는 가장 좋은 방법이다.

장점

  • 더 간결하다.
  • 추가 노력 없이 직렬화할 수 있다.
  • 리플렉션 API의 공격에도 클래스의 2번째 인스턴스가 생기는 일을 완벽히 막아준다.

단점

  • 싱글턴이 열거 타입 외의 클래스를 상속해야 한다면, 이는 활용할 수 없다.
  • 그러나 열거 타입이 인터페이스를 구현하도록 선언할 수는 있다.
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public enum Elvis {
    INSTANCE;
    
    public void dance() {
        ...
    }
}
This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.

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