[스프링 핵심 원리 - 기본] 싱클톤 컨테이너
김영한님의 스프링 핵심원리 기본을 듣고 정리한 글입니다.
스프링 핵심 원리 - 기본편 - 인프런 | 강의
스프링 입문자가 예제를 만들어가면서 스프링의 핵심 원리를 이해하고, 스프링 기본기를 확실히 다질 수 있습니다., - 강의 소개 | 인프런...
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<웹 애플리케이션과 싱글톤>
스프링은 태생이 기업용 온라인 서비스 기술을 지원하기 위해 탄생했다.
대부분의 스프링 어플리케이션은 웹 어플리케이션으로 보통 여러 고객이 동시에 요청을 한다.
스프링을 사용하지 않은 순수한 DI 컨테이너
public class SingletonTest {
@Test
@DisplayName("스프링 없는 순수한 DI 컨테이너")
void pureContainer() {
AppConfig appConfig = new AppConfig();
// 1. 조회 : 호출할 때마다 객체를 생성
MemberService memberService1 = appConfig.memberService();
// 2. 조회 : 호출할 때마다 객체를 생성
MemberService memberService2 = appConfig.memberService();
// 참조값이 다른 것을 확인
System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
System.out.println("memberService2 = " + memberService2);
Assertions.assertThat(memberService1).isNotSameAs(memberService2);
}
}
실행 결과
우리가 만들었던 DI 컨테이너는 AppConfig를 필요로 할때마다 새로운 객체를 생성한다.
고객 트래픽이 초당 100이 나오면 초당 100개의 객체가 생성한다 => 메모리 낭비
객체를 하나만 생성해 공유하도록 한다 => 싱글톤
<싱글톤 패턴>
클래스와 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다.
static 영역에 객체 instance를 생성한다. => jvm 실행 시 바로 생성된다.
객체 인스턴스가 필요하면 오직 getInstance() 를 통해서만 조회가 가능하다.
한 개의 인스턴스만 존재해야하므로 생성자를 private으로 막는다.
public class SingletonService {
private static final SingletonService instance = new SingletonService();
public static SingletonService getInstance() {
return instance;
}
// 외부에서의 선언을 막는다.
private SingletonService() {}
public void logic() {
System.out.println("싱클톤 객체 로직 호출");
}
}
테스트 코드
@Test
@DisplayName("싱클톤 패턴을 적용한 객체 사용")
void singletonServiceTest() {
SingletonService singletonService1 = SingletonService.getInstance();
SingletonService singletonService2 = SingletonService.getInstance();
System.out.println("singletonService1 = " + singletonService1);
System.out.println("singletonService2 = " + singletonService2);
Assertions.assertThat(singletonService1).isSameAs(singletonService2);
}실행 결과
싱글톤의 문제점
- 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.
- 의존 관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다 -> DIP 위반, OOP 위반 가능성 높다.
- 테스트가 어렵다.
- 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다.
- private를 사용하여 자식 클래스를 만들기 어렵고 유연성이 떨어진다.
<싱글톤 컨테이너>
스프링 컨테이너는 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.
싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리 라고 한다.
스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글톤 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글톤으로 유지할 수 있다.
@Test
@DisplayName("스프링 컨테이너와 싱글톤")
void springContainer() {
AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
MemberService memberService1 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);
MemberService memberService2 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);
// 참조값이 다른 것을 확인
System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
System.out.println("memberService2 = " + memberService2);
Assertions.assertThat(memberService1).isSameAs(memberService2);
}출력 결과
memberService1 = hello.springBasic.member.MemberServiceImpl@173ed316
memberService2 = hello.springBasic.member.MemberServiceImpl@173ed316스프링 컨테이너가 싱글톤으로 관리하는 것을 확인할 수 있다.
<싱글톤 방식의 주의점>
싱글톤 패턴이든, 스프링 같은 컨테이너를 사용하든 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 상태를 유지하게 설계하면 안된다. => 무상태로 설계해야한다.
- 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안된다.
- 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다.
- 가급적 읽기만 가능해야한다.
- 가급적이면 필드 대신에 지역 변수, 파라미터 등을 사용해야한다.
이렇게 무상태성으로 프로그래밍 하지 않았을 경우
public class StatefulService {
private int price; //상태 유지 필드
public void order(String name, int price) {
System.out.println("name = " + name + " price = " + price);
this.price = price; // 여기서 문제가 생김
}
public int getPrice() {
return price;
}
}
userA의 price를 가져오고 싶었으나 userB의 정보가 중간에 추가되어 userB의 price인 20000이 출력된다.
class StatefulServiceTest {
@Test
void statefulServiceSingleton() {
AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
StatefulService bean = ac.getBean(StatefulService.class);
StatefulService bean2 = ac.getBean(StatefulService.class);
bean.order("userA", 10000);
bean.order("userB", 20000);
int price = bean.getPrice();
System.out.println("price = " + price);
Assertions.assertThat(bean.getPrice()).isEqualTo(20000);
}
static class TestConfig {
@Bean
public StatefulService statefulService() {
return new StatefulService();
}
}
}무상태성으로 프로그래밍 하는 법
지역 변수를 사용하지 않고 메서드에서 값을 리턴해버린다. (파라미터의 사용)
public class StatefulService {
// private int price; //상태 유지 필드
public int order(String name, int price) {
System.out.println("name = " + name + " price = " + price);
// this.price = price; // 여기서 문제가 생김
return price;
}
// public int getPrice() {
// return price;
// }
}
<@Configuration과 싱글톤>
AppConfig class에서 memberService와 orderService에서 MemoryMemberRepository를 불러서 싱글톤이 깨지지 않을까?
@Configuration
public class AppConfig {
// @Bean -> memberService -> new MemoryMemberRepository()
// @Bean -> orderService -> new MemoryMemberRepository()
// 싱글톤이 깨지는 것?
@Bean
public MemberService memberService() {
return new MemberServiceImpl(memberRepository());
}
@Bean
public MemoryMemberRepository memberRepository() {
return new MemoryMemberRepository();
}
@Bean
public OrderService orderService() {
return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
}
@Bean
public DiscountPolicy discountPolicy() {
return new RateDiscountPolicy();
}
}테스트를 해보니 싱글톤을 유지하고 있다.
MemberRepository memberRepository = memberService.getMemberRepository();
MemberRepository memberRepository1 = orderService.getMemberRepository();
System.out.println("memberService -> memberRepository = " + memberRepository);
System.out.println("orderService -> memberRepository1 = " + memberRepository1);
=> 스프링이 싱글톤을 보장해주고 있다.
@Configuration과 바이트코드 조작의 마법
@Test
void configurationDepp() {
ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
AppConfig bean = ac.getBean(AppConfig.class);
System.out.println("bean = " + bean);
}AppConfig가 순수한 클래스라면 class hello.springBasic.AppConfig 와 같이 출력되어야한다.
그런데 예상과 달리 클래스 명에 xxxCGLIB가 붙어있다.
이는 스프링이 CGLIB라는 바이트코드 조작 라이브러리를 사용해서 AppConfig 클래스를 임의의 다른 클래스를 만들고 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록했다.
AppConfig@CGLIB 예상코드
memberRepository를 부를 때 만약 이미 memoryMemberRepository가 스프링 컨테이너에 등록되어 있으면 반환하는 코드가 있을 것. 없다면 기존 로직을 호출하여 memoryMemberRepository를 생성하여 스프링 컨테이너에 등록한다.
만약 @Configuration을 적용하지 않고 @Bean만 적용한다면?
memberRepository 또한 세 번 출력된다.
=> 싱글톤이 깨진다.
@Bean만 사용해도 스프링 빈으로 등록되지만, 싱글톤을 보장하지 못한다. 그러니 항상 스프링 설정 정보는 @Configuration을 사용하자.