Design pattern 4. Singleton Pattern

✅ 1. 싱글톤 패턴이란?

• 소프트웨어 디자인 패턴 중 하나로, 프로그램 전체에서 단 하나의 인스턴스만 생성되도록 보장하는 패턴

• 어떤 클래스의 인스턴스가 오직 하나만 생성되도록 제한하고, 그 인스턴스에 접근할 수 있는 전역적인 접근 메서드를 제공하는 패턴

🎯 왜 쓰는가?

• 공통된 자원을 모든 곳에서 동일하게 사용해야 할 때

• 인스턴스를 공유해야 할 때 (예: DB 연결, 설정 객체, 로그 시스템 등)

• 메모리 낭비를 막고, 일관된 동작 보장을 위해

🔁 예시 상황

• Logger: 로그 관리자는 하나만 있어야 일관된 로그 기록 가능

• DatabaseManager: DB 커넥션 객체를 하나만 만들어 재사용

• 환경 설정 클래스: 설정 정보를 읽고 캐시

✅ 2. 구조 요약 (Java 기준)

public class Singleton {
    private static Singleton instance;  // [1] 유일한 인스턴스를 저장할 변수

    private Singleton() {}  // [2] 생성자를 private으로 막음

    public static Singleton getInstance() {  // [3] 인스턴스를 반환하는 정적 메서드
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();  // 처음 한 번만 생성됨
        }
        return instance;
    }
}

✅ 3. 핵심 포인트

⚠️ 멀티스레드 환경에서는?

단일 인스턴스 생성 중 동시 접근 문제 발생 가능

🛡 해결 방법: synchronized 키워드

public static synchronized Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
        instance = new Singleton();
    }
    return instance;
}

✅ 4. 싱글톤의 장단점

• 인스턴스가 하나만 존재 → 메모리 절약

• 전역 접근 가능 → 공통 상태 유지 쉬움

• 클래스간 의존성 낮춤

• 테스트 어려움 (인스턴스 상태 공유)

• 전역 상태 → 예상치 못한 사이드이펙트

• 멀티스레드 환경에서 동기화 필요

🧠 싱글톤 사용 시기

• 전역 설정 클래스

• 로그 기록기

• 공통 유틸리티

• DB 커넥션 풀

• 쓰레드 풀

📌 정리 문장

싱글톤 패턴은 프로그램에서 인스턴스를 오직 하나만 생성하고, 그 인스턴스에 어디서든 접근 가능하게 해주는 디자인 패턴

실습

package ex04;

public class Doorman {
    
    // instance는 static 공간에 저장되고, Doorman의 Heap의 주소를 가진다
    public static Doorman instance = new Doorman(); // 상태확인
    
    private Doorman() {
    }

    // 객체의 책임
    public void 쫓아내(Animal animal) {
        System.out.println(animal.getName() + " 나가!!");
    }
}

• main 시작 전에 한 번만 띄워서 유지

package ex04;


public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Mouse m1 = new Mouse();
        Cat c1 = new Cat();

        Doorman d1 = Doorman.instance;

        d1.쫓아내(m1);
        d1.쫓아내(c1);
    }
}

• 상태확인과 책임을 가진 메서드 구분

package ex04;

public class Doorman {

    // 상태확인
    public static Doorman instance = new Doorman();

    // 책임을 가진 메서드 - 객체를 생성하는 책임
    public static Doorman createInstance() {
        return new Doorman();
    }
    
    private Doorman() {
    }

    // 객체의 책임
    public void 쫓아내(Animal animal) {
        System.out.println(animal.getName() + " 나가!!");
    }
}