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스프링 핵심 원리 정리 - 4

01 Oct 2020

웹 애플리케이션과 싱글톤

  • 스프링은 기업용 온라인 서비스 기술을 지원하기 위해 탄생
  • 대부분의 스프링 애플리테이션은 웹 애플리케이션이며 보통 여러 고객이 동시에 요청
  • 스프링 없는 순수한 DI 컨테이너는 요청할 때마다 객체를 생성하게 되며, 객체가 생성되고 소멸하면서 메모리 낭비가 심해짐
  • 싱글톤 패턴을 이용하여 객체가 1개만 생성되고 공유하도록 설계

싱글톤 패턴

  • 클래스의 인스턴스가 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴
  • 객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 막아야 함
    • private 생성자를 사용해 외부에서 읨의료 new 키워드를 사용하지 못하도록 막는다.
public class SingletonService {

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

  	// 2. public으로 열어서 객체 인스턴스가 필요하면 static 메서드를 통해서만 조회하도록 허용
    public static SingletonService getInstance() {
        return instance;
    }

  	// 3. 생성자를 private으로 선언하여 외부에서 new 키워드로 객체 생성을 하는 것 방지
    private SingletonService() {
    }

    public void logic() {
        System.out.println("싱글톤 객체 로직 호출");
    }

}
  • 싱글톤 패턴을 적용하면 요청이 올 때마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유하여 효율적으로 사용할 수 있다.

싱글톤 패턴의 문제점

  • 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.
  • 의존 관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존하여 DIP를 위반한다.
  • 클라이언트가 구체 클래스에 의존하여 OCP를 위반할 가능성이 높다.
  • 테스트하기 어렵다.
  • 내부 속성을 변경하거나 초기화하기 어렵다.
  • private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다.
  • 유연성이 떨어진다.
  • 안티 패턴이라 불리기도 한다.

싱글톤 컨테이너

스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다. 싱글톤으로 관리되는 빈이 스프링 빈이다.

싱글톤 컨테이너

  • 스프링 컨테이너는 싱글턴 패턴을 적용하지 않아도 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.
  • 스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 하며 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라고 한다.
  • 스프링 컨테이너로 인해 싱글톤 패턴을 위한 코드가 들어가지 않아도 되고 DIP, OCP, 테스트, private 생성자로부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있다.
  • 요청이 들어올 때마다 객체를 생성하지 않고 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 재사용할 수 있다.

싱글톤 방식의 주의점

  • 객체 인스턴스를 하나만 생성하여 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 같은 객체를 공유하기 때문에 싱글톤 객체를 유지하게(stateful) 설계하면 안된다.
  • 무상태(stateless)로 설계해야 한다.
    • 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안된다.
    • 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다.
    • 가급적 읽기만 가능해야 한다.
    • 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는 지역 변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야 한다.
  • 스프링 빈의 필드에 공유 값을 설정하면 정말 큰 장애가 발생할 수 있으니 스프링 빈은 항상 무상태로 설계하도록 한다.

@Configuration과 바이트코드

스프링 컨테이너는 싱글톤 레지스트리이므로 스프링 빈이 싱글톤이 되도록 보장해야 한다. 이를 위해 스프링은 클래스의 바이트코드를 조작하는 라이브러리를 사용한다.

  • AnnotationConfigApplicationContext에 파라미터로 넘긴 값은 스프링 빈으로 등록되어 AppConfig도 스프링 빈이 된다.

  • 스프링 빈인 AppConfig를 조회해서 클래스 정보를 출력하면 바이트코드 조작 라이브러리를 사용하는 것을 알 수 있다.

    AppConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$89e6ae5a
  • 스프링은 CGLIB라는 바이트코드 조작 라이브러리를 이용하여 AppConfig 클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고 그 클래스를 스프링 빈으로 등록한다.
  • CGLIB로 만들어진 클래스가 싱글톤이 보장되도록 한다.
  • @Configuration을 적용하지 않고 @Bean만 적용하면 스프링 빈으로 등록은 되지만 싱글톤은 깨지게 된다.

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