이펙티브 자바 읽고 정리해보기 3.

아이템 3 : private 생성자나 열거 타입으로 싱글턴임을 보장하라

싱글턴이란 인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 클래스를 말한다. 대표적인 케이스로 함수(아이템 24)같은 stateless 객체나 설계상 유일해야 하는 시스템 Component가 있다. 클래스를 싱글턴으로 만들면 클라이언트를 테스트하기 어려워질 수 있다. 타입을 인터페이스로 정의한 후 그 인터페이스를 구현해서 만든 싱글턴인 경우에만 Mock을 사용할 수 있기 때문이다

싱글턴은 일반적으로 두 가지 방식으로 만든다. 모두 private 생성자를 사용하고 인스턴스 접근 수단으로는 static 멤버변수를 둔다

1) public static이 final 필드인 경우

public class A {
    public static final A Instance = new A();
    
    private A {}
}

private 생성자는 final 필드를 초기화할 때 딱 한번 호출된다. public이나 protected 생성자가 없으므로 Elvis 클래스가 초기화될 때 만들어진 인스턴스가 전체 시스템에서 하나라는 것이 보장된다(싱글턴). 다만 권한이 있는 클라이언트의 경우 리플렉션 API(AccessibleObject.setAccessible)을 사용해 private 생성자 호출이 가능하다. 이는 생성자를 수정해 두 번째 객체를 생성하는 경우 예외를 던지게 구현하면 방어할 수 있다(아이템 65)

해당 클래스가 멤버가 final이므로 다른 객체를 참조할 수 없어 API에 해당 클래스가 싱글턴이라는 점이 명확하게 명시되어 코드를 간결하게 할 수 있다는 장점이 있다

 

2) 정적 팩터리 메서드를 public static 멤버로 제공하는 경우

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

A.getInstance()는 항상 같은 참조를 반환하므로, 다른 인스턴스는 만들어지지 않는다(리플렉션 제외). 이 방식은 API를 수정하지 않고도  싱글턴이 아니게 할 수 있다는 유연함이 장점이다. 팩터리 메서드를 호출 스레드별로 다른 인스턴스를 넘겨줄 수 있게 구현할 수 있다. 또한 제네릭 싱글턴 팩터리 메서드로 만들 수도 있으며(아이템 30). 정적 팩터리 메서드의 메서드 참조를 공급자로 사용할 수 있다는 점이다. (예: A::getInstance를 Supplier<A>로 사용)(아이템 43,44). 이러한 유연함이 필요하지 않다면 final로 선언하는 방식이 더 낫다

 

해당 싱글턴 클래스를 직렬화하려면 단순히 serialized를 선언하는 것으로는 부족하다(+12장). 모든 인스턴스 필드를 transient로 선언하고 readResolve 메서드를 제공해야 한다(아이템 89). 이렇게 하지 않으면 직렬화된 클래스의 역직렬화시마다 새로운 인스턴스가 만들어진다. 이를 예방하기 위해서는 팩터리 메서드 방식에 다음 코드를 추가해야 한다

// 싱글턴 보장 readResolve 메서드
private Object readResolve() {
	return INSTANCE;
}

 

싱글턴을 만드는 세 번쨰 방법은 Enum을 활용하는 방법이다

public enum A {
	INSTANCE;
}

위의 두 방법보다 더 간결하고, 직렬화가 가능하지만 역직렬화 시 발생할 수 있는 참조 우려, 리플렉션 공격에도 안전하다.

대부분의 경우 가장 효율적인 방법이다. 다만, 만드려는 싱글턴이 Enum 이외 클래스를 상속해야 하는 경우 사용할 수 없다(열거 타입이 다른 인터페이스를 구현하도록 할 수는 있다)