Item3. private 생성자나 열거 타입으로 싱글턴임을 보증하라

싱글턴 (Singleton)

• 인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 클래스
• 함수와 같은 무상태(stateless) 객체, 혹은 설계상 유일해야 하는 시스템 컴포넌트 등
• 클래스를 싱글턴으로 만들면 이를 사용하는 클라이언트를 테스트하기 어려워질 수 있음
  → 인터페이스를 구현해 만든 싱글턴이 아니라면 싱글턴 인스턴스를 가짜(mock) 구현으로 대체할 수 없음
• 싱글턴을 만드는 방식은 크게 두 가지이며, 두 방식에는 공통적인 특징 존재
  • 생성자는 private으로 감춰두고,
  • 유일한 인스턴스에 접근할 수 있는 수단으로 public static 멤버를 하나 마련

 

 

1. public static 멤버가 final 필드인 방식

[EX.public static final 필드 방식의 싱글턴]

public class Elvis {
	public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
	private Elvis() { ... }
	
	public void leaveThe Building() { ... }
}

• private 생성자는 public static final 필드인 Elvis.INSTANCE를 초기화할 때 딱 한 번만 호출
• public이나 protected 생성자가 없으므로 Elvis 클래스가 초기화될 때 만들어진 인스턴스가 전체 시스템에서 하나뿐임이 보장
• 예외) 권한이 있는 클라이언트는 리플렉션 API인 AccessibleObject.setAccessible을 사용해 private 생성자 호출 가능
  → 두 번째 객체가 생성되려 할 때 예외를 던지도록 처리해 방어할 수 있음

 

👍 장점

1. 싱글턴 클래스라는 점이 API에 명확히 드러남
   (public static 필드가 final이므로 절대로 다른 객체를 참조할 수 없음)
2. 간결함

 

 

2. 정적 팩토리 메서드를 public static 멤버로 제공하는 방식

[EX.정적 팩토리 방식의 싱글턴]

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

• Elvis.getInstance는 항상 같은 객체의 참조를 반환하므로 제2의 Elvis 인스턴스는 만들어지지 않음 (리플렉션을 통한 예외는 동일하게 적용)

 

👍 장점

1. API를 바꾸지 않고도 싱글턴이 아니게 변경 가능
   → 팩터리 메서드가 스레드별로 다른 인스턴스를 반환하도록 수정할 수 있음
2. 정적 팩토리를 제네릭 싱글턴 팩토리로 만들 수 있음
3. 정적 팩토리 메서드 참조를 공급자(supplier)로 사용할 수 있음
   ex) Elvis::getInstance → Supplier<Elvis>

 

 

3. 열거 타입 방식

[EX.열거 타입 방식의 싱글턴 - 바람직한 방법]

public enum Elvis {
	INSTANCE;
	
	public void leaveThe Building() { ... }
}

• public 필드 방식과 비슷하나, 더 간결
• 추가 노력 없이 직렬화 가능
• 복잡한 직렬화 상황이나 리플렉션 공격에서도 제2의 인스턴스가 생기는 일을 완벽하게 방지
• 대부분 상황에서는 원소가 하나뿐인 열거 타입이 싱글턴을 만드는 가장 좋은 방법
• 단, 만들려는 싱글턴이 Enum 외의 클래스를 상속해야 한다면 이 방법은 사용할 수 없음

 

 

 

싱글턴 클래스의 직렬화

• 단순히 Serializable을 구현한다고 선언하는 것만으로는 부족
• 모든 인스턴스 필드를 일시적(transient)이라고 선언하고 readResolve 메서드를 제공해야 함
  → 이렇게 하지 않으면 직렬화된 인스턴스를 역직렬화할 때마다 새로운 인스턴스(가짜 인스턴스)가 생성

[EX. 싱글턴임을 보장해주는 readResolve 메서드]

private Object readResolve() {
	// '진짜' Elvis를 반환하고, 가짜 Elvis는 가비지 컬렉터에 맡긴다.
	return INSTANCE;
}