디자인 패턴과 싱글톤 패턴

디자인 패턴(Design Pattern)이란?

디자인 패턴은 개발하면서 발생하는 반복적인 문제들을 어떻게 해결할 것인지에 대한 해결 방안

 실제 현업에서 비즈니스 요구 사항을 프로그래밍으로 처리하면서

만들어진 다양한 해결책 중에서 많은 사람들이 인정한 모범 사례(Best Practice)다.
이러한 디자인 패턴은 객체 지향 4대 특성(캡슐화, 상속, 추상화, 다형성)과 설계 원칙(SOLID)을 기반으로 구현되어 있다.
 

디자인 패턴의 장점

1. 재사용성 : 반복적인 문제에 대한 일반적인 해결책을 제공하므로, 이를 재사용하여 유사한 상황에서 코드를 더 쉽게 작성할 수 있다.
2. 가독성 : 일정한 구조로 정리하고 명확하게 작성하여 개발자가 코드를 이해하고 유지보수하기 쉽게 만든다.
3. 유지보수성 : 코드를 쉽게 모듈화 할 수 있으며, 변경이 필요한 경우 해당 모듈만 수정하여 유지보수가 쉬워진다.
4. 확장성 : 새로운 기능을 추가하거나 변경할 때 디자인 패턴을 활용하여 기존 코드를 변경하지 않고도 새로운 기능을 통합할 수 있다.
5. 안정성과 신뢰성 : 수많은 사람들이 인정한 모범 사례로 검증된 솔루션을 제공한다.
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싱글톤 패턴(Singleton Pattern)이란?

하나의 클래스 인스턴스를 전역에서 접근 가능하게 하면서 해당 인스턴스가 한 번만 생성되도록 보장하는 패턴

 

사용하는 이유

 

1. 가장 큰 이점은 아무래도 메모리 측면.

최초 한번의 new 연산자를 통해서 고정된 메모리 영역을 사용하기 때문에

추후 해당 객체에 접근할 때 메모리 낭비를 방지뿐 아니라 속도 측면에서도 이점이다.

 

2. 또다른 이점은 다른 클래스 간에 데이터 공유가 쉽다.

싱글톤 인스턴스가 전역으로 사용되는 인스턴스이기 때문에 다른 클래스의 인스턴스들이 접근하여 사용할 수 있다.

하지만 여러 클래스의 인스턴스에서 싱글톤 인스턴스의 데이터에 동시에 접근하게 되면 동시성 문제가 발생할 수 있으니 이점을 유의해서 설계해야 한다.

이 외에도 도메인 관점에서 인스턴스가 한 개만 존재하는 것을 보증하고 싶은 경우 싱글톤 패턴을 사용하기도 한다.

 

문제점

 

1. 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 필요하다.

정적 팩토리 메서드에서 객체 생성을 확인하고 생성자를 호출하는 경우에

멀티스레딩 환경에서 발생할 수 있는 동시성 문제 해결을 위해 syncronized 키워드를 사용해야 한다.

 

2. 테스트하기 어렵다.

싱글톤 인스턴스는 자원을 공유하고 있기 때문에 테스트가

격리된 환경에서 수행되려면 매번 인스턴스의 상태를 초기화시켜주어야 한다.

그렇지 않으면 어플리케이션 전역에서 상태를 공유하기 때문에 테스트가 온전하게 수행되지 못한다.

 

3. 세 번째로는 의존 관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존하게 된다.

new 키워드를 직접 사용하여 클래스 안에서 객체를 생성하고 있으므로,

이는 SOLID 원칙 중 DIP를 위반하게 되고 OCP 원칙 또한 위반할 가능성이 높다.

 

 

예시)

Singleton 이라는 클래스 이름을 갖고, 내부에는 static 으로 객체를 하나 생성

그리고 static 함수로 해당 객체의 정적 객체를 반환하는 함수를 만든다.

그리고 해당 객체가 null 인 경우에만 다시 생성을 하게 된다.

따라서 한번 생성된 객체가 null 이 되기 전까지는 기존에 생성된 static 객체를 사용하게 된다.

 

실제 Main 함수에서는 Singleton.Instance() 함수를 이용해서 생성된 객체에 접근할 수 있다.

그리고 objectA, objectB, objectC를 생성하더라도 각 객체는 모두 같은 객체이다.