#4 싱글톤 컨테이너

싱글톤 컨테이너

 

1. 순수한 DI 컨테이너의 문제점

스프링을 사용하지 않는 순수한 DI 컨테이너인 AppConfig는 코드상 요청을 받을 때마다 객체를 새로 생성 하게 된다.

 

 

[스프링을 사용하지 않은 AppConfig]

public class AppConfig {

    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }

    public MemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }

    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImp(memberRepository(), discountPolicy());
    }

    public DiscountPolicy discountPolicy() {
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}

이 경우, 동시에 많은 요청이 올 수록 메모리 낭비가 극심해지는 문제가 있다.

 

이를 해결하는 방안은 해당 객체가 단 하나만 생성되고 공유하도록 설계하면 된다.

 

이를 싱글톤 패턴이라고 한다.

 

 

[싱글톤 패턴 예시]

public class SingletonService {

    private static final SingletonService instance = new SingletonService();

    public static SingletonService getInstance() {
        return instance;
    }
    
    private SingletonService() {
    }
    
    public void logic() {
        System.out.println("싱글톤 객체 로직 호출");
    }
}

위의 코드는 싱글톤 패턴을 구현한 예시이다.

 

우선 private static으로 해당 객체를 내부에서 생성해둔다.

 

해당 객체는 클래스 내부에 정의된 getInstance() 메서드에 의해서만 호출 될 수 있으며 변경은 불가하다.

 

또한 생성자를 private로 지정해 외부에서 해당 객체를 생성할 수 없게 한다.

 

결과적으로 SingletonService 객체는 단 하나만 생성되며 객체를 변경 할 수 없기에 싱글톤 방식의 형태가 된다.

 

그러나 이런 방식으로 싱글톤을 구현할 경우 다음과 같은 문제점들이 있다.

 

- 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어가게 된다.

 

- 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존하기에 DIP를 위반한다.

 

- 클라이언트가 구체 클래스를 의존해서 OCP원칙을 위반할 가능성이 높다

 

- 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵기 때문에 테스트하기 어렵다.

 

- private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다

 

결론적으로 위와 같은 방식으로 싱글톤 패턴을 구현 할 경우 코드의 유연성이 크게 떨어진다는 문제점이 있다.

 

 

2. 싱글톤 컨테이너

스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.

 

스프링 컨테이너에서 관리되는 객체는 모두 하나만 생성되어 관리된다.

 

이 때문에 싱글톤 패턴을 적용하기 위해서 코드를 추가하거나 DIP, OCP, 테스트, private 생성자로 부터 자유롭게 싱글톤을 사용 할 수 있다.

 

 

3. 싱글톤 방식의 주의점

싱글톤 방식은 객체 인스턴스 하나를 공유하는 방식이기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안된다.

 

즉, 무상태(stateless)로 설계해야 한다.

 

이 때문에 싱글톤 객체는 다음과 같은 조건을 준수해야 한다.

 

- 특정 클라이언트에 의존적이거나 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다.

 

- 가급적 읽기만 가능해야 한다.

 

- 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야 한다.

 

 

4. @Configuration

 

[스프링을 적용한 AppConfig]

@Configuration
public class AppConfig {

    @Bean
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }

    @Bean
    public MemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }

    @Bean
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImp(memberRepository(), discountPolicy());
    }

    @Bean
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}

AppConfig 클래스 내의 memberService()를 호출하면 meberRepository()를 호출하게 되고 결과적으로 new MemoryMemberRepository()를 호출한다.

 

그런데 oderService()를 호출 할 때도 같은 방식으로 new MemoryMemberRepository()를 호출하게 된다.

 

거기에 더해 meberRepository() 메소드까지 총 3번의 MemoryMemberRepository()가 호출된다.

 

스프링 컨테이너에 스프링 빈으로 등록 될 때 각 메서드를 한번 호출해서 등록하기 때문에,

 

결과적으로 각기 다른 3개의 MemoryMemberRepository가 생성되면서 싱글톤이 깨지는 것처럼 보인다.

 

그러나 @Configuration 이 붙을 경우 스프링은 바이트코드 조작 라이브러리(CGLIB)를 사용해서 해당 클래스를 상속받아 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 기반으로 스프링 빈을 등록한다. 

 

 

[스프링 컨테이너 생성 과정]

이와 같은 방식으로 스프링 컨테이너는 등록된 모든 객체들을 싱글톤으로 안전하게 유지 관리 할 수 있다.

 

※@Cofiguration이 없어도 @Bean으로 스프링 컨테이너에 스프링 빈을 등록 할 수 있지만 싱글톤이 보장되지는 않는다.