[Spring] 스프링 싱글톤 패턴, 싱글톤 컨테이너(@Configuration)

 

 

"김영한 스프링 핵심 원리 기본편" 내용을 기반으로 작성한 내용입니다.

 

 

스프링 없는 순수한 DI 컨테이너인 AppConfig는 요청을 할 때 마다 객체를 새로 생성한다 그래서 초당 100의 요청이 오면 100개의 객체가 생성되고 소멸되어 메모리 낭비가 심해진다. 해결방안으로는 딱 1개만 생성되고 공유하도록 설계하면 된다.

 

📝싱글톤 패턴

1개만 생성되고 그것을 공유하도록 하는 패턴이다. 즉, 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 걸 보장해준다. 그래서 2개 이상 생성이 안 된다. 주의점으로 private으로 만들어서 임의로 new 키워드로 만들 수 없게 해야한다.

 

싱글톤 패턴 적용

public class SingletonService {

  //1. static 영역에 객체를 딱 1개만 생성해둔다.
  private static final SingletonService instance = new SingletonService();

  //2. public으로 열어서 객체 인스턴스가 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");
  }
}

 

테스트 코드

@Test
@DisplayName("싱글톤 패턴을 적용한 객체 사용")
public void singletonServiceTest() {
    //private으로 생성자를 막아두었다. 컴파일 오류가 발생한다.
    // new SingletonService();

    //1. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    SingletonService singletonService1 = SingletonService.getInstance();

    //2. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    SingletonService singletonService2 = SingletonService.getInstance();

    //참조값이 같은 것을 확인
    System.out.println("singletonService1 = " + singletonService1);
    System.out.println("singletonService2 = " + singletonService2);

    // singletonService1 == singletonService2
    assertThat(singletonService1).isSameAs(singletonService2);
    singletonService1.logic();
}

하지만 이상적이지만은 않다. 싱글톤 패턴을 사용할 때 문제점이 있는데 아래와 같다.

 

 

싱글톤 패턴 문제점

• 싱글톤 패턴은 구현 코드 자체가 많이들어간다.
• 클라이언트가 구체 클래스를 의존해 DIP를 위반한다.
• 구체 클래스 의존으로 인해 OCP 위반 가능성이 높다.
• 테스트가 어렵다.
• 내부 속성 변경이나 초기화가 어렵다.
  • 내부 속성 변경하게끔하면 공유해서 쓰기 때문에 여러곳에서 쓰일 경우 각종 문제들이 터질 가능성이 매우 높다. 즉, 무상태로 설계해야한다.
• private 생성으로 자식 클래스 만들기가 어렵다.
• 위와 같은 이유로 유연성이 떨어져 안티패턴으로 불린다.

 

📝싱글톤 컨테이너

우리가 직접 싱글톤을 구현해서 사용할 때는 이러한 문제점들이 있다. 그러면 스프링의 경우는 어떨까? 스프링은 싱글톤의 문제점들을 다 해결하면서 싱글톤의 장점만 취한다.

 

@Configuration
public class AppConfig {

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

  @Bean
  public OrderService orderService() {
    // memberRepository 호출
    return new OrderServiceImpl(
        memberRepository(),
        discountPolicy());
  }

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

memberService빈을 만드는 코드를 보면 memberRepository()를 호출한다

orderService빈을 만드는 코드를 보면 memberRepository()를 호출한다

 

결과적으로 2개의 MemoryMemberRepository가 생성되면서 싱글톤이 깨진 것처럼 보인다. 이러한 스프링 컨테이너의 문제점을 어떻게 해결할까?

 

@Test
void configurationTest() {
    ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
    
    MemberServiceImpl memberService = ac.getBean("memberService", MemberServiceImpl.class);
    OrderServiceImpl orderService = ac.getBean("orderService", OrderServiceImpl.class);
    MemberRepository memberRepository = ac.getBean("memberRepository", MemberRepository.class);

    System.out.println("memberService -> memberRepository = " +
            memberService.getMemberRepository());
    System.out.println("orderService -> memberRepository = " +
            orderService.getMemberRepository());
    System.out.println("memberRepository = " + memberRepository);

    assertThat(memberService.getMemberRepository()).isSameAs(memberRepository);
    assertThat(orderService.getMemberRepository()).isSameAs(memberRepository);
}

위와 같이 테스트 코드를 생성해보면 모두 같은 인스턴스라는 걸 알 수 있다. 즉, 스프링에서는 자체적으로 싱글톤을 유지시키고 있음을 알 수 있다.

 

@Bean만 사용해서 등록해서 사용할 수도 있지만 @Configuration을 사용하면 내부에서 바이트 코드를 조작해서 동일한 Bean의 경우 한번만 사용하게 즉, 싱글톤을 유지시킬 수 있게 정보를 주어서 도와준다.

 

이런식으로 원본을 두고 CGLIB를 이용해 복사된 형태의 것으로 스프링 컨테이너에서 관리해 싱글톤을 유지시킬 수 있게 도와준다.