[Java]싱글톤 클래스(Singleton Class)

🤔싱글톤 클래스(Singleton Class) : 싱글톤 디자인 패턴을 적용하여 작성된 클래스
=> 프로그램에 객체를 하나만 제공하기 위한 목적의 클래스를 작성하기 위해 사용
=> 프로그램에 불필요한 객체가 여러개 생성되는 것을 방지하기 위한 디자인 패턴
=> 일반적으로 데이터를 처리하는 기능의 메소드만 작성된 클래스를 선언할 경우 싱글톤 디자인 패턴을 적용하여 클래스 선언하는 것을 권장

 

 

⚫싱글톤 패턴을 사용하는 이유

 GPT에게 물어보니 싱글톤 패턴을 사용하는 이유는 아래와 같음.

1. 자원 공유: 여러 곳에서 하나의 인스턴스를 공유하고자 할 때 사용됩니다. 예를 들어, 데이터베이스 연결, 로깅, 설정 관리 등의 공통된 자원에 대한 접근을 통일시킬 수 있습니다.
2. 전역 상태 유지: 어플리케이션 내에서 공유해야 하는 전역 상태를 유지하고 관리할 때 유용합니다.
3. 자원 절약: 여러 인스턴스를 생성하는 것이 비효율적이거나 부적절한 경우, 메모리를 절약할 수 있습니다.

 

⚫싱글톤 클래스 작성법

1) 클래스로 생성된 객체를 저장하기 위한 필드 작성
=> static 제한자를 사용하여 정적 필드로 작성

*시스템 필드 : 클래스 내부에서만 사용할 목적의 필드
=> Getter 메소드 및 Setter 메소드를 작성하지 않는 필드

// => 일반적인 필드와 구분하기 위해 필드명을 [_]로 시작되도록 작성하는 것을 권장

private static Singleton _instance;

 

 

2) 생성자는 private 접근 제한자를 사용하여 은닉화되도록 작성
=> 클래스 외부에서 new 연산자로 생성자를 호출해 객체를 생성하지 못하도록 은닉화 처리

private Singleton() {
}

 

 

3) 아래와 같이 정적 영역 안에 new 연산자로 클래스의 생성자를 호출하여 객체를 생성하여 필드에 저장

정적 영역(Static Block) : 클래스를 읽어 메모리(MethodArea)에 저장된 후 자동으로 실행될 명령을 작성하기 위한 영역
=> 프로그램에서 메모리(MethodArea)에 클래스를 저장한 후 한번만 실행되는 명령
=> 정적 필드 및 정적 메소드만 사용 가능

static {
	_instance=new Singleton();
}

 

4) 필드에 저장된 객체를 반환하는 메소드 작성
=> 클래스로 메소드를 호출할 수 있도록 정적 메소드로 작성

public static Singleton getInstance() {
	return _instance;
}

 

5) 인스턴스 메소드 작성

=> 기타 필요한 메소드들 작성하면 됨. display()라는 메소드는 싱글톤 클래스가 어떻게 작동하는지 보기 위한 메소드

public void display() {
	System.out.println("Singleton 클래스의 display() 메소드 호출");
}

 

 

 

 

⚫싱글톤 클래스를 실행하기 위한 Singleton App Class 살펴보기

1) 먼저 new 연산자로 생성자를 호출하여 객체 생성해봄

=> 당연히 에러 떨어짐. 생성자가 private 제한자를 사용하여 은닉화 처리되어 있으니까

 

 

 

2) 싱글톤 클래스는 객체를 반환하는 정적 메소드를 클래스로 호출하여 객체를 반환받아 참조변수에 저장할 수 있음

=> 정적 메소드를 호출하면 클래스 내부에 미리 생성된 하나의 객체만을 제공받아 반환

=> 그러므로 위 코드를 실행하면 아래와 같이 singleton 1이든 singleton2든 같은 주소를 참조하는 것을 알 수 있음

singleton1 = oop.Singleton@6f2b958e

singleton2 = oop.Singleton@6f2b958e

Singleton 클래스의 display() 메소드 호출

Singleton 클래스의 display() 메소드 호출

 

 

 

3)싱글톤 클래스는 참조변수에 객체를 저장하여 메소드를 호출하지 않고 객체를 반환하는 메소드를 호출해 객체를 반환 받은 후 직접 메소드를 호출하여 사용

=> 2번 방법보다 이게 코드가 간결해지니까 좋음

Singleton.getInstance().display();

 

=>위 코드 실행하면 아래와 같이 2번에서 호출한 것과 똑같은 결과가 출력되는 것을 볼 수 있음

Singleton 클래스의 display() 메소드 호출

 

 

 

 

---

위 실습 코드 전체👩‍💻

package oop;

public class Singleton {
	//클래스로 생성된 객체를 저장하기 위한 필드 작성
	// => static 제한자를 사용하여 정적 필드로 작성
	//시스템 필드 : 클래스 내부에서만 사용할 목적의 필드
	// => Getter 메소드 및 Setter 메소드를 작성하지 않는 필드
	// => 일반적인 필드와 구분하기 위해 필드명을 [_]로 시작되도록 작성하는 것을 권장
	private static Singleton _instance;

	//생성자는 private 접근 제한자를 사용하여 은닉화되도록 작성
	// => 클래스 외부에서 new 연산자로 생성자를 호출해 객체를 생성하지 못하도록 은닉화 처리
	private Singleton() {
		
	}
	
	//정적 영역(Static Block) : 클래스를 읽어 메모리(MethodArea)에 저장된 후 자동으로 실행될
	//명령을 작성하기 위한 영역
	// => 프로그램에서 메모리(MethodArea)에 클래스를 저장한 후 한번만 실행되는 명령
	// => 정적 필드 및 정적 메소드만 사용 가능
	static {
		//new 연산자로 클래스의 생성자를 호출하여 객체를 생성하여 필드에 저장
		// => 프로그램 실행
		_instance=new Singleton();
	}

	//필드에 저장된 객체를 반환하는 메소드
	// =>클래스로 메소드를 호출할 수 있도록 정적 메소드로 작성
	public static Singleton getInstance() {
		return _instance;
	}
	
	//인스턴스 메소드 작성
	public void display() {
		System.out.println("Singleton 클래스의 display() 메소드 호출");
	}
}

 

package oop;

public class SingletonApp {
	public static void main(String[] args) {
		/*
		//new 연산자로 생성자를 호출하여 객체를 생성해 참조변수에 저장
		// => 객체를 여러 개 생성하여 참조변수에 따로 저장하여 참조변수로 객체를 참조해 메소드 호출
		Singleton singleton1=new Singleton();
		Singleton singleton2=new Singleton();
		
		System.out.println("singleton1 = "+singleton1);
		System.out.println("singleton2 = "+singleton2);
		singleton1.display();
		singleton2.display();
		 */
		
		
		//싱글톤 클래스는 생성자가 은닉화 처리되어 new 연산자로 생성자를 호출해 객체 생성 불가
		//Singleton singleton1=new Singleton();
		
		//싱글톤 클래스는 객체를 반환하는 정적 메소드를 클래스로 호출하여 객체를 반환받아
		//참조변수에 저장
		// => 정적 메소드를 호출하면 클래스 내부에 미리 생성 하나의 객체만을 제공받아 반환
		Singleton singleton1=Singleton.getInstance();
		Singleton singleton2=Singleton.getInstance();
		
		System.out.println("singleton1 = "+singleton1);
		System.out.println("singleton2 = "+singleton2);
		
		singleton1.display();
		singleton2.display();
		System.out.println("==============================================================");
		
		//싱글톤 클래스는 참조변수에 객체를 저장하여 메소드를 호출하지 않고
		//객체를 반환하는 메소드를 호출해 객체를 반환 받은 후 직접 메소드를 호출하여 사용
		Singleton.getInstance().display();
		//Singleton.getInstance().display();
		System.out.println("==============================================================");
	}
}