[CS] 싱글톤 패턴

싱글톤 패턴

싱글톤패턴은 하나의 클래스에 오직 하나의 인스턴스만 가지는 패턴
장점 : 인스턴스 생성에 많은 코스트가 드는 데이터베이스 연결 모듈에 많이 쓰이며 인스턴스 생성을 효율적으로 함(인스턴스 생성할 때 드는 비용 줄어듬), I/O 바운드 작업에 많이 사용
단점 : 의존성이 높아지고 TDD를 할 때 불편함, 단위 테스트는 테스트가 서로 독립적이어야 하며 테스트를 어떤 순서로든 실행할 수 있어야함. 하지만 싱글톤 패턴은 미리 생성된 하나의 인스턴스를 기반으로 구현하는 패턴이므로 각 테스트마다 '독립적인' 인스턴스를 만들기 어려움

 

※ A가 B에 대한 의존성이 있다 → B가 변할 때 A도 변한다는 의미

싱글톤이 아닌 클래스

class Rectangle {
    constructor(height, width) {
	this.height = height;
	this.width = width; 
	}
}
const a = new Rectangle(1, 2);
const b = new Rectangle(1, 2);
console.log(a === b) // false

- Rectangle이라는 하나의 인스턴스 생성 → 하나는 a로 선언, 다른 하나는 다른 인스턴스 기반으로 b로 선언

※ 하나의 클래스지만 개별적인 인스턴스가 생성 (서로 인스턴스가 다름)

 

싱글톤 패턴 - JS

class Singleton {
    constructor() {
        if (!Singleton.instance) {
            Singleton.instance = this;
        }
        return Singleton.instance;
    }
    getInstance() {
        return this;
    }
}

const a = new Singleton();
const b = new Singleton();
console.log(a === b); // true

 - Sigleton 이라는 하나의 인스턴스 생성 -> 이 인스턴스 기반으로 a라는 객체, b라는 객체 (동일한 인스턴스)

 

DB 연결 모듈

const URL = 'mongodb://localhost:27017/kundolapp'
const createConnection = url => ({"url" : url})
class DB {
    constructor(url) {
        if (!DB.instance) {
            DB.instance = createConnection(url)
        }
        return DB.instance
    }
    connect() {
        return this.instance
} }
const a = new DB(URL);
const b = new DB(URL); 
console.log(a === b) // true

 

MongoDB 연결 모듈 (mongoose)

Mongoose.prototype.connect = function (uri, options, callback) {
    const _mongoose = this instanceof Mongoose ? this : mongoose;
    const conn = _mongoose.connection;
    return _mongoose._promiseOrCallback(callback, (cb) => {
        conn.openUri(uri, options, (err) => {
            if (err != null) {
                return cb(err);
            }

            return cb(null, _mongoose);
        });
    });
};

 

MySQL 연결 모듈

const mysql = require("mysql");
const pool = mysql.createPool({
    connectionLimit: 10,
    host: "example.org",
    user: "kundol",
    password: "secret",
    database: "승철이디비",
});
pool.connect();
// 모듈 A
pool.query(query, function (error, results, fields) {
    if (error) throw error;
    console.log("The solution is: ", results[0].solution);
});
// 모듈 B
pool.query(query, function (error, results, fields) {
    if (error) throw error;
    console.log("The solution is: ", results[0].solution);
});

 

싱글톤 패턴 - JAVA

1. 클래스안에 클래스(Holder), static이며 중첩된 클래스인 singleInstanceHolder를 기반으로 객체를 선언했기 때문에 한 번만 로드되므로 싱글톤 클래스의 인스턴스는 애플리케이션 당 하나만 존재하며 클래스가 두번 로드되지 않기 때문에 두 스레드가 동일한 JVM에서 2개의 인스턴스를 생성할 수 없음
그렇기 때문에 동기화, 즉 synchronized를 신경쓰지 않아도 됨
2. final 키워드를 통해서 read only 즉, 다시 값이 할당되지 않도록 함
3. 중첩클래스 Holder로 만들었기 때문에 싱글톤 클래스가 로드될 때 클래스가 메모리에 로드되지 않고 어떠한 모듈에서 getInstance()메서드가 호출할 때 싱글톤 객체를 최초로 생성 및 리턴하게 됨

 

class Singleton {
	private static class singleInstanceHolder {
		private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); 
	}
	public static Singleton getInstance() { 
		return singleInstanceHolder.INSTANCE;
	} 
}

public class HelloWorld {
	public static void main(String []args) {
		Singleton a = Singleton.getInstance();
		Singleton b = Singleton.getInstance();
		System.out.println(ahashCode());
		System.out.println(b.hashCode());
		if (a == b) {
			System.out.println(true);
		} 
	}
}

/*
705927765
705927765
true
/*

 

싱글톤 패턴의 단점

- 생성순서의 영향을 미침 → 단위 테스트는 순서의 영향을 받으면 안됨

const assert = require("assert");
const a = [1, 2, 3];
describe("Array", function () {
    describe("#indexOf()", function () {
        it("should return -1 when the value is not present", function () {
            assert.equal(a.indexOf(4), -1);
            a[0] = 4;
        });
    });
    
    describe("#indexOf()", function () {
        it("should return -1 when the value is not present", function () {
            assert.equal(a.indexOf(4), -1);
        });
    });
});


//순서를 바꾸면 ALL PASS
describe("Array", function () {
    describe("#indexOf()", function () {
        it("should return -1 when the value is not present", function () {
            assert.equal(a.indexOf(4), -1);
        });
    });
    
    describe("#indexOf()", function () {
        it("should return -1 when the value is not present", function () {
            assert.equal(a.indexOf(4), -1);
            a[0] = 4;
        });
    });

});

 

* 참고

- CS 지식의 정석 | 디자인패턴 네트워크 운영체제 데이터베이스 자료구조 -인프런