싱글톤 패턴을 구현하는 6가지 방법

싱글톤 패턴

하나의 인스턴스만 생성하고, 이 인스턴스를 전역적으로 접근 가능하게 만들어 사용하는 디자인 패턴

 

특징

• 인스턴스가 하나만 존재 : 애플리케이션 전체에서 동일한 인스턴스를 사용
• 글로벌 접근 : 전역적으로 동일한 객체에 접근할 수 있음
• 생성 제한 : 외부에서 직접 객체를 생성하지 못하도록 제한

 

장점

• 전역 상태 관리 : 하나의 객체를 공유하여 상태를 일관되게 유지할 수 있음
• 리소스 절약 : 하나의 객체만 생성되므로 메모리와 자원을 절약할 수 있음
• 글로벌 접근 : 애플리케이션 전역에서 동일한 인스턴스에 접근이 가능

 

단점

• 글로벌 상태 관리 문제 : 잘못 사용하면 프로그램이 불필요하게 복잡해질 수 있음
• 멀티스레드 환경에서의 문제 : 올바르게 구현되지 않으면 Thread-safe를 보장하지 못할 수 있음
• 테스트 어려움 : 객체를 하나만 생성하기 떄문에 테스트 시 Mock 객체를 활용하기 어려움

 

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    // private 생성자: 외부에서 객체 생성 방지
    private Singleton() {}

    // 전역 접근 메서드
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

// 사용
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();

        System.out.println(singleton1 == singleton2); // 출력: true
    }
}

 

 

 

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자바에서 싱글톤을 구현하는 6가지 방법

1. Eager Initialization (즉시 초기화)
2. Lazy Initialization (지연 초기화)
3. Synchronized Method
4. Double-Checked Locking
5. Static Inner Class
6. Enum

 

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1. Eager Initialization (즉시 초기화)

클래스가 로드될 때 인스턴스를 생성한다.

• 장점: 구현이 간단하며 Thread-Safe를 보장한다.
• 단점: 인스턴스가 필요하지 않아도 생성된다.

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

 

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2. Lazy Initialization (지연 초기화)

인스턴스를 필요할 때 생성한다.

• 장점 : 필요할 때만 인스턴스를 생성하여 메모리 낭비를 방지한다.
• 단점 : 멀티스레드 환경에서 안전하지 않다.

public class Singleton { 
    private static Singleton instance; 
    
    private Singleton() {} 
    
    public static Singleton getInstance() { 
        if (instance == null) { 
            instance = new Singleton(); 
        } 
        return instance; 
    }
}

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3. Synchronized Method

Thread-Safe를 보장하기 위해 메서드에 synchronized 키워드를 사용한다.

 

• 장점: Thread-Safe를 보장한다.
• 단점: 메서드 호출 시 동기화로 인해 성능이 저하될 수 있다.

public class Singleton { 
    private static Singleton instance; 
    
    private Singleton() {} 
    
    public static synchronized Singleton getInstance() { 
        if (instance == null) { 
            instance = new Singleton(); 
        } 
        return instance; 
    }
}

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4. Double-Checked Locking

Thread-Safe를 보장하면서 성능 저하를 최소화한다.

• 장점: Thread-Safe와 성능을 모두 보장한다.
• 단점: 구현이 약간 복잡하다.

public class Singleton { 
    private static volatile Singleton instance; 
    
    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() { 
        if (instance == null) { 
            synchronized (Singleton.class) { 
                if (instance == null) { 
                    instance = new Singleton(); 
                } 
            } 
        } 
        return instance; 
    } 
}

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5. Static Inner Class

클래스가 로드될 때 인스턴스를 생성하지 않고, 호출 시점에 생성한다.

• 장점: Lazy Initialization과 Thread-Safe를 동시에 보장한다.
• 단점: 특별한 단점이 없으며, 가장 권장되는 방식 중 하나

public class Singleton {

    private Singleton() {}

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

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6. Enum

싱글톤 패턴을 구현하는 가장 간단하고 안전한 방법

• 장점: Thread-Safe를 보장하며 구현이 간단하고, 직렬화와 리플렉션에 대해 안전하다.
  • 리플렉션 ? = 실행 시간에 클래스, 메소드, 필드 등의 정보를 동적으로 탐색하고 조작할 수 있는 기능
• 단점: Enum을 사용해야 하므로 제한적인 상황에서는 적합하지 않을 수 있다.

public enum Singleton {

    INSTANCE;

    public void someMethod() {
        System.out.println("Singleton using Enum");
    }
}