Item 3. private 생성자나 열거 타입으로 싱글턴임을 보증하라

 

싱글턴이란?

싱글턴이란 인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 클래스를 말한다.

커넥션 풀, 스레드 풀, 디바이스 설정 객체 등의 경우, 인스턴스를 여러개 생성하면 자원을 낭비하거나 버그가 발생될 수 있어 오직 하나의 인스턴스만 생성하여 사용하도록 한다.

 

싱글턴을 보증하기 위해서는 private생성자 또는 열거 타입을 사용할 수 있다.

 

private 생성자를 통한 싱글턴 보증

싱글턴으로 객체를 만들기 위해서는 new를 통해 인스턴스를 생성할 수 없도록 생성자에 private 접근 제어자를 지정해야한다. 또한 유일한 인스턴스를 반환할 수 있도록 정적 메소드를 지원해야하며, 해당 인스턴스를 참조할 정적 참조변수가 필요하다.

 

아래는 public static final 필드 방식의 싱글턴이다.

public class Evlis{
	// 정적 참조변수
	public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
	private Elvis(){...}
    
	public void leaveTheBuilding(){...}
}

이는 Elvis.INSTANCE를 초기화할 때 딱 한번만 호출된다. public이나 protected 생성자가 없으므로 Elvis 클래스가 초기화될 때 만들어진 인스턴스가 전체 시스템에서 하나뿐임을 보장한다.

 

아래는 정적 팩터리 방식의 싱글턴이다.

public class Evlis{
	// 정적 참조변수
	private static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
	private Elvis(){...}

	// 정적 메소드
	public static Elvis getInstance(){
		return INSTANCE;
	}
    
	public void leaveTheBuilding(){...}
}

Elvis.getInstace는 항상 같은 객체의 참조를 반환하므로 제2의 Elvis 인스턴스란 결코 만들어지지 않는다.

 

정적 팩터리 방식의 싱글턴은 크게 3가지의 장점을 갖는다,.

첫번째, API를 바꾸지 않고도 싱글턴이 아니게 변경할 수 있다.

유일한 인스턴스를 반환하던 팩터리 메서드가 호출하는 스레드별로 다른 인스턴스를 넘겨주게 할 수 있다.

두번째, 정적 팩터리를 제네릭 싱글턴 팩터리로 만들 수 있다. 코드는 아래와 같이 작성이 가능하다.

private static UnaryOperator<Object> IDENTITY_FN = (t) -> t;

@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T> UnaryOperator<T> identityFunction(){
	return (UnaryOperator<T>) IDENTITY_FN;
}

세번째, 정적 팩터리 메서드 참조를 공급자로 사용할 수 있다. 가령 Elvis::getInstance를 Supplier<Elvis>로 사용하는 식이다. 

열거타입을 통한 싱글턴 보증

public enum Elvis{
	INSTANCE;
    
	public void leaveTheBuilding(){...}
}

public 필드 방식과 비슷하지만, 더 간결하고, 추가 노력 없이 직렬화할 수 있고, 심지어 아주 복잡한 직렬화 상황이나 리플렉션 공격에서도 제2의 인스턴스가 생기는 일을 완벽히 막아준다.

대부분 상황에서는 원소가 하나뿐인 열거 타입이 싱글턴을 만드는 가장 좋은 방법이다.

단, 만들려는 싱글턴이 Enum 외의 클래스를 상속해야 한다면 이 방법은 사용할 수 없다.