[아이템03] private 생성자나 열거 타입으로 싱글턴임을 보증하라

싱글톤(Singleton)

인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 클래스를 말한다. 

 

싱글톤 생성 방식

보통 두 방식을 사용하며 두 방식 모두 생성자는 private으로 감춰두고, 유일한 인스턴스에 접근할 수 있는 수단으로 public static 멤버를 하나 마련한다.

1. public static final 필드 방식

public class Singleton {
    public static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    
    private Singleton() {};
}

 

장점

• 해당 클래스가 싱글턴임이 API에 명확히 드러난다.
• 간결함

private 생성자는 Singleton.INSTANCE를 초기화할 때 딱 한 번만 호출된다. 또한 private 외 다른 생성자가 없어 유일한 인스턴스임을 보장한다. 

 

 

※예외

리플렉션 API인 AccessibleObject.setAccessible을 사용해 private 생성자를 호출할 수 있다. 

 

=> 이러한 공격을 방어하기위해 생성자를 수정하여 두 번째 객체가 생성되려 할 때 예외를 던지게 하면 된다. 

    private Singleton() {
        if(INSTANCE != null){
            throw new RuntimeException("객체 중복 생성 !");
        }
  };

 

 

2. 정적 팩터리 메서드를 public static 멤버로 제공

 

public class Singleton {
    public static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

    private Singleton() {};
    
	//정적 팩토리 메서드 
    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

Singleton.getInstance는 항상 같은 객체의 참조를 반환하여 다른 Singleton 인스턴스는 만들어지지 않는다. 하지만 위의 방법과 동일하게 리플렉션을 통한 예외는 똑같이 적용 된다. 

 

장점

• API를 바꾸지 않고도 싱글턴이 아니게 변경할 수 있다. 유일한 인스턴스를 반환하던 메서드가 호출하는 스레드 별로 다른 인스턴스를 넘겨주게 할 수 있다. 
• 정적 팩터리를 제네릭 싱글턴 팩터리로 만들 수 있다. 
• 정적 팩터리의 메서드 참조를 공급자로 사용할 수 있다. 

 

두 방식의 문제점

• 직렬화된 인스턴스를 역직렬화할 때마다 새로운 인스턴스가 생성된다. 

단순 Serializable을 구현하는 것만으로는 부족하며, 

모든 인스턴스 필드를 일시적(transient)이라고 선언하고 readReslove 메서드를 제공해야한다. 

 //싱글턴임을 보장해주는 readReslove 메서드
    private Object readReslove() {
        return INSTANCE;
    }

 

3. 원소가 하나인 열거 타입 선언

 

//열거 타입 방식의 싱글턴
public enum Singleton {
    INSTANCE;
    
    public void leaveTheBuilding(){};
}

 

public 방식과 비슷하지만, 더 간결하고, 추가 노력 없이 직렬화할 수 있다. 더 복잡한 직렬화 상황이나 리플렉션 공격에도 제 2의 인스턴스가 생성되는 일을 막아준다. 

 

대부분의 상황에서 원소가 하나뿐인 열거 타입이 싱글턴을 만드는 가장 좋은 방법이다. 

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