JAVA Singleton(싱글톤) 구현 방법

Singleton 객체 생성 방법

Singleton 패턴을 적용하는 방법은 무척이나 많지만 그중에서 Thread-safe를 보장하고 빠른 성능을 보여주는 방법은 몇가지 없다. 그 중에서 가장 유명한 2가지 방법을 이해해 보려고 한다.

Eager initialization

/**
 * Blog : https://dydtjr1128.github.io/
 * Github : https://github.com/dydtjr1128
 */
public class EagerSingleton {
    private static final EagerSingleton INSTANCE = new EagerSingleton();

    public static EagerSingleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }

    private EagerSingleton() {
        System.out.println("EagerSingleton Constructor");
    }

    public static void print() {
        System.out.println("EagerSingleton.print()");
    }
}

위의 코드는 싱글턴 객체를 Classloader가 클래스를 읽어오는 시점에 무조건 객체를 생성한다. 그렇기 때문에 사용하지 않더라도 객체가 생기는 문제가 발생한다. 그렇기 때문에 이른 초기화(Eager initialization) 방법이라고 부른다. 이 방법을 이용한 객체 생성 과정은 다음과 같다.

getInstance() 호출
EagerSingleton 클래스 로드
EagerSingleton 내부 static 객체 생성
private static final EagerSingleton ex = new EagerSingleton(); 코드 수행
getInstance() 수행
EagerSingleton 객체 return

Lazy initialization

/**
 * Blog : https://dydtjr1128.github.io/
 * Github : https://github.com/dydtjr1128
 */
public class LazySingleton {
    private LazySingleton() {
        System.out.println("LazySingleton Constructor");
    }

    public static LazySingleton getInstance() {
        return LazyHolder.INSTANCE;
    }

    private static class LazyHolder {
        static {
            System.out.println("LazyHolder");
        }

        private static final LazySingleton INSTANCE = new LazySingleton();
    }

    public static void print() {
        System.out.println("LazySingleton.print()");
    }
}

늦은 초기화(Lazy initialization) 방법은 이른 초기화와 유사하지만 한번 static class로 감싸 실질적으로 호출 할 때 객체를 생성 하게 된다. 객체가 생성되는 과정은 다음과 같다.

getInstance() 호출
LazySingleton 클래스 로드
LazyHoder.INSTANCE를 만남
LazyHolder 클래스 로드
LazyHolder 내부 static 객체 생성
private static final LazySingleton INSTANCE = new LazySingleton(); 코드 수행
getInstance() 수행
LazySingleton 객체 return

이러한 과정을 거치기 때문에 getInstance를 호출 할 때에만 객체가 생성된다. 그렇기 때문에 늦은 초기화 라고 부른다.

public class Main {
    Main() {
        LazySingleton ss = LazySingleton.getInstance();
        EagerSingleton s = EagerSingleton.getInstance();
/*        LazySingleton.print();
        EagerSingleton.print();*/
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Main();
    }
}

위의 코드를 실행해 보면

LazyHolder
LazySingleton Constructor
EagerSingleton Constructor

위와 같은 결과를 보여준다. 하지만 getInstance()를 사용한 2 라인을 주석하고 주석되어 있는 print()가 호출되는 2줄만 존재하는 상태로 실행 해 보면 다음과 같은 결과를 보여준다.

LazySingleton.print()
EagerSingleton Constructor
EagerSingleton.print()

EagerSingleton.print()만을 호출했음에도 클래스가 로드되면서 객체까지 생성되어 생성자가 호출되는것을 확인 할 수 있다.

Summary

2가지 방법 모두 JVM의 ClassLoader가 클래스를 로드할 때 직렬화 되어 로드 되기 때문에 원자성을 보장 한다. 이러한 원리를 이용해 Thread-safe하고 효과적으로 객체를 접근 할 수 있도록 구현 되어 있다. 하지만 상대적으로 Eager Initialization 방법의 경우는 접근만 하더라도 객체가 생성되는 문제점이 있기 때문에 Lazy Initialization 방법을 사용하는것이 좋다.

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Singleton 객체 생성 방법

Eager initialization

Lazy initialization

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