5. 싱글턴 패턴

1. 5. 싱글턴 패턴
   1. 유일무이한 객체
   2. 고전적인 싱글턴 패턴 구현법
   3. 초콜릿 공장

유일무이한 객체

• 싱글턴패턴은 인스턴스가 하나 뿐인 특별한 객체를 만들 수 있게 해주는 패턴이다.

• 어떤 용도로 쓰는 건가?
  • 스레드 풀이라던가, 캐시, 대화상자, 사용자설정, 디바이스드라이버 등등 객체가 전체프로그램에서 오직 하나만 생성되어야 하는 경우에 사용한다.

• 그럼 전역변수로 static 으로 선언해서 사용하면 되지 않느냐?
  전역 변수로 객체를 생성하면 어플리케이션이 실행 될 때 객체가 생성될 것이다.(P208 맨밑줄)
  그 객체가 자원을 많이 차지 한다면 사용도 되기전에, 괜히 자원만 차지한다. 사용하지 않는다면 아무 쓸 데 없는 객체가 되겠지.

고전적인 싱글턴 패턴 구현법

• 조심하세요.. 이 코드에 문제가 있다는 것을 알게 될 것입니다.

public class Singleton {
  
  //private으로 Sinleton클래스의 유일한 인스턴스를 저장하기 위한 정적 변수를 선언
  private static Singleton uniqueInstance;

  //생성자를 private로 선언했기 때문에 Singleton에서만 클래스를 만들 수 있다.
  private Singleton() {}

  //클래스의 인스턴스를 만들어서 리턴해 준다.
  public static Singleton getInstance() {
    if(uniqueInstance == null) {
      uniqueInstance = new Singleton();
    }
    return uniqueInstance;
  }

}

초콜릿 공장

• 만약 애플리케이션에서 ChocolateBoiler 인스턴스가 두 개 이상 만들어지게 되면 어떤 문제가 생길까?

private ChocolateBoiler() {
//이 코드는 보일러가 비어있을 때만 돌아갑니다
empty = true;
boiled = false;
}

public void fill() {
if (isEmpty()) {
//보일러가 비어있을 때만 재료를 집어 넣습니다.
//원료를 가득 채우고 나면 empty와 boiled 플래그를 false로 설정합니다.
empty = false;
boiled = false;
// 보일러에 우유/초콜릿을 혼합한 재료를 집어넣음
}
}

public void drain() {
//보일러가 가득 차 있고(비어있지 않고), 다 끓여진 상태에서만
//보일러에 들어있는 재료를 다음 단계로 넘깁니다.
//보일러를 다 비우고 나면 empty 플래그를 다시 true로 설정합니다.
if (!isEmpty() && isBoiled()) {
// 끓인 재료를 다음 단계로 넘김
empty = true;
}
}

//보일러가 가득 차 있고 아직 끓지 않은 상태에서만
//초콜릿과 우유가 혼합된 재료를 끓입니다.
//재료가 다 끓고 나면 boiled 플래그를 true로 설정합니다
public void boil() {
if (!isEmpty() && !isBoiled()) {
// 재료를 끓임
boiled = true;
}
}

public boolean isEmpty() {
return empty;
}

public boolean isBoiled() {
return boiled;
}
}

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public class ChocolateBoiler {
private static ChocolateBoilerSingleton cb;
private boolean empty;
private boolean boiled;

private ChocolateBoiler() {
empty = true;
boiled = false;
}

public static ChocolateBoilerSingleton getInstance(){
if(cb == null)
cb = new ChocolateBoilerSingleton();

return cb;
}

public void fill() {
if (isEmpty()) {
empty = false;
boiled = false;
}
}

public void drain() {
if (!isEmpty() && isBoiled()) {
empty = true;
}
}

public void boil() {
if (!isEmpty() && !isBoiled()) {
boiled = true;
}
}

public boolean isEmpty() {
return empty;
}

public boolean isBoiled() {
return boiled;
}
}

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h2. 싱글턴 패턴의 정의

* 싱글턴 패턴은 해당 클래스의 인스턴스가 하나만 만들어진다,
* 어디서든지 그 인스턴스에 접근할 수 있도록 한다.
* 클래스에서 자신의 단 하나뿐인 인스턴스를 관리하도록 만들면 된다.

|!singleton.jpg!|


h2. 문제가 생겼다.

도대체 무슨 일이 일어난 거지? 새로 만든 싱글턴 코드가 얼마 전까지만 해도 문제 없이 잘 돌아가고 있었는데. 
조금 전에 다중 스레드를 사용하도록 초콜릿 보일러 컨트롤러를 최적화시킨 걸 빼면 이런 문제를 일으킬 만한 게없는데...


 두 개의 스레드에서 여기에 있는 코드를 실행시킨다고 가정해 보면.
 두 스레드가 다른 보일러 객체를 사용하게 될 가능성은 없는지 따져 보자.

ChocolateBoiler boiler = ChocolateBoiler.getInstance();
fill();
boil();
drain();