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싱글톤 패턴: 효율성을 위해 설계됨

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풀어 주다： 2023-08-31 13:54:01

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싱글톤 패턴: 효율성을 위해 설계됨

이 기사에서는 싱글톤 디자인 패턴을 구현하는 방법과 애플리케이션에서 이 패턴을 사용하는 이유와 시기를 알아봅니다. "Singleton"이라는 이름에서 알 수 있듯이 이 방법을 사용하면 클래스의 단일 개체를 만들 수 있습니다.

이 디자인 패턴에 대해 Wikipedia에서 뭐라고 말하는지 살펴보겠습니다.

싱글턴 패턴은 클래스의 인스턴스화를 하나의 객체로 제한하는 디자인 패턴입니다. 이는 전체 시스템의 작동을 조정하는 데 하나의 개체만 필요할 때 유용합니다.

위 정의에서 언급한 것처럼 모든 클래스에서 단 하나의 객체만 생성해야 하는 경우 해당 클래스에 대해 싱글턴 패턴을 구현해야 합니다.

왜 객체 하나만 생성할 수 있는 클래스를 구현해야 하는지 의문이 들 수도 있습니다. 이 디자인 패턴을 많은 사용 사례에 적용할 수 있다고 말하고 싶습니다. 여기에는 구성 클래스, 세션 클래스, 데이터베이스 클래스 등이 포함됩니다.

이 기사에서는 데이터베이스 클래스를 예로 들어보겠습니다. 먼저, 이러한 클래스에 싱글톤 패턴이 구현되지 않은 경우 어떤 문제가 발생할 수 있는지 살펴보겠습니다.

질문

매우 간단한 데이터베이스 연결 클래스를 상상해 보세요. 이 클래스의 객체를 생성하면 데이터베이스에 대한 연결이 생성됩니다.

으아악

위 코드 예제에서는 이 클래스의 객체가 생성될 때마다 데이터베이스와 연결을 설정하는 것을 볼 수 있습니다. 따라서 개발자가 여러 위치에서 이 클래스의 개체를 생성하는 경우 데이터베이스 서버와 함께 생성할 (동일한) 데이터베이스 연결 수를 상상해 보세요.

따라서 개발자는 자신도 모르게 데이터베이스와 애플리케이션 서버의 속도에 큰 영향을 미치는 실수를 저지릅니다. 이 클래스의 다른 개체를 만들어 동일한 내용을 살펴보겠습니다.

으아악

위 코드의 출력과 출력을 보면 각 객체에 새로운 리소스 ID가 할당되어 모든 객체가 완전히 새로운 참조이므로 별도의 메모리도 할당되는 것을 알 수 있습니다. 이러한 방식으로 우리 애플리케이션은 실제로 필요하지 않은 리소스를 무의식적으로 점유하게 됩니다.

개발자가 기본 프레임워크를 사용하는 방식은 우리가 통제할 수 없습니다. 코드 검토 프로세스가 수행되면 우리가 통제할 수 있지만 개발 중에 항상 이를 뒷받침할 수는 없습니다.

이 상황을 극복하려면 기본 클래스가 클래스의 여러 객체를 생성하는 것을 불가능하게 해야 합니다. 대신 이미 생성된 객체가 있는 경우 이를 제공합니다. 이 경우 기본 클래스에 대한 싱글톤 패턴 개발을 고려해야 합니다.

이 패턴을 구현할 때 우리의 목표는 한 클래스의 객체가 한 번에 생성되도록 하는 것입니다. 아래에 수업 코드를 추가하면 수업의 각 부분을 자세히 살펴보겠습니다.

으아악

위 클래스가 싱글톤 클래스라는 표시는 거의 없습니다. 첫 번째는 new 키워드를 사용하여 객체를 생성하는 것을 방지하는 전용 생성자입니다. 또 다른 표시는 생성된 개체에 대한 참조를 보유하는 정적 멤버 변수입니다.

으아악

두 부분의 출력을 비교하면 싱글톤 모드의 출력에서 개체 리소스 ID가 모든 다른 개체에 대해 동일하다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 디자인 패턴을 사용하지 않는 경우에는 그렇지 않습니다.

이 디자인 패턴은 여러 가지 이유로 안티 패턴이라고도 하는데, 이에 대해서는 아래에서 언급하겠습니다.

자체 생성 및 수명 주기의 품질을 제어하므로 단일 책임 원칙을 위반합니다.
애플리케이션에 전역 상태를 도입합니다. 어떤 코드라도 그 값을 변경할 수 있기 때문에 전역 상태는 매우 나쁘다고 말하고 싶습니다. 따라서 디버깅 시 코드의 어느 부분이 현재 단계의 전역 변수를 만들었는지 찾기가 어렵습니다.
단위 테스트를 수행하는 경우 싱글톤은 일반적으로 나쁜 생각이고, 단위 테스트를 수행하지 않는 것도 일반적으로 나쁜 생각입니다.