3. private 생성자나 열거타입으로 싱글턴을 보증하라

싱글턴이란 인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 클래스를 말한다.

 

클래스를 싱글턴으로 만들면 이를 사용하는 클라이언트를 테스트하기가 어려워질 수 있다.

 

타입을 인터페이스로 정의한 다음 그 인터페이스를 구현해서 만든 싱글턴이 아니라면 싱글턴 인스턴스를 가짜 구현으로 대체할 수 없다.

 

싱글턴을 만드는 방식은 보통 둘 중 하나다. 두 방식 모두 생성자는 private로 감춰두고 , 유일한 인스턴스에 접근할 수 있는 수단으로

 

public 적정 멤버를 만들어둔다.

 

•  public static final 필드 방식의 싱글턴

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

    private Elvis() { }

    public void leaveTheBuilding() {
        System.out.println("Whoa baby, I'm outta here!");
    }

    // 이 메서드는 보통 클래스 바깥(다른 클래스)에 작성해야 한다!
    public static void main(String[] args) {
        Elvis elvis = Elvis.INSTANCE;
        elvis.leaveTheBuilding();
    }
}

private 생성자는 public static final 필드인 Elvis.INSTANCE를 초기화할 때 딱 한번만 호출된다.

 

public이나 protected 생성자가 없으므로 Elvis 클래스가 초기화될 때 만들어진 인스턴스가 전체 시스템에서 하나뿐임이 보장된다.

 

• 정적 팩터리 방식의 싱글턴

public class Elvis {
    private static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
    private Elvis() { }
    public static Elvis getInstance() { return INSTANCE; }

    public void leaveTheBuilding() {
        System.out.println("Whoa baby, I'm outta here!");
    }

    // 이 메서드는 보통 클래스 바깥(다른 클래스)에 작성해야 한다!
    public static void main(String[] args) {
        Elvis elvis = Elvis.getInstance();
        elvis.leaveTheBuilding();
    }
}

Elvis.getInstance는 항상 같은 객체의 참조를 반환한다.

 

정적 팩터리 방식은 원한다면 싱글턴이 아니게 변경 할 수 있다.

 

getInstance()를 new Elvis()로 바꿔주거나, newInstance() 정적팩터리 메서드를 하나 만들어주면 새로운 인스턴스를 생성 할 수도 있다.

 

또, 제네릭 방식을 사용할 수 도 있다.

• 제네릭 싱글턴 패턴

public class MetaElvis<T> {

    private static final MetaElvis<Object> INSTANCE = new MetaElvis<>();

    private MetaElvis() { }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <E> MetaElvis<E> getInstance() { return (MetaElvis<E>) INSTANCE; }

    public void say(T t) {
        System.out.println(t);
    }

    public void leaveTheBuilding() {
        System.out.println("Whoa baby, I'm outta here!");
    }

    public static void main(String[] args) {
        MetaElvis<String> elvis1 = MetaElvis.getInstance();
        MetaElvis<Integer> elvis2 = MetaElvis.getInstance();
        System.out.println(elvis1);
        System.out.println(elvis2);
        elvis1.say("hello");
        elvis2.say(100);
    }

}

static 키워드는 해당 메서드 클래스 수준의 멤버로 선언되었음을 나타낸다.

 

<E>는 제네릭 타입 매개변수를 선언하는 부분이다.

 

이 부분은 메서드 시그니처에서 제네릭 타입을 사용할 수 있도록 해준다.

 

public static <E> MetaElvis<E> getInstance() 의 의미는 다음과 같다.

• <E>: 제네릭 타입 매개변수로, 메서드 내에서 사용되는 타입을 파라미터화할 수 있도록 한다. E는 임의의 타입 변수 이름이며, 메서드 호출 시 실제 타입으로 대체된다.
• MetaElvis<E>: 반환 타입으로, MetaElvis 클래스의 제네릭 버전을 나타낸다. E는 메서드 호출 시 전달된 실제 타입으로 대체된다.

따라서 public static <E> MetaElvis<E> getInstance()는 MetaElvis 클래스의 제네릭 싱글톤 인스턴스를 반환하는 메서드를 선언한 것이다.

 

이 메서드를 호출할 때 실제 타입을 명시하여 반환되는 인스턴스의 타입을 결정할 수 있다.

 

이런 방식으로 만든 싱글턴 클래스를 직렬화하려면 단수누히 Serializeable을 implements 해주는 것으로는 부족하다. 

 

모든 인스턴스 필드를 transient라 선언하고 readResolve 메서드를 제공해야 한다.

 

이렇게 하지 않으면 직렬화된 인스턴스를 역직렬화할 때 마다 새로운 인스턴스가 만들어진다.

 

 

 

• 열거타입 방식

public enum Elvis {
    INSTANCE;

    public void leaveTheBuilding() {
        System.out.println("기다려 자기야, 지금 나갈께!");
    }

    // 이 메서드는 보통 클래스 바깥(다른 클래스)에 작성해야 한다!
    public static void main(String[] args) {
        Elvis elvis = Elvis.INSTANCE;
        elvis.leaveTheBuilding();
    }
}

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

 

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

 

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

 

그래서 프로젝트 중 싱글턴 패턴을 많이 사용했었는데, enum으로 싱글턴을 구현한 경우는 거의 없었다.