[Effective Java] 아이템3: private 생성자나 열거 타입으로 싱글턴임을 보증하라

싱글턴(Singleton) 이란?

인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 클래스를 말한다.
싱글턴의 전형적인 예로는 함수와 같은 무상태(stateless) 객체나 설계상 유일해야 하는 시스템 컴포넌트를 들 수 있다.

싱글턴을 만드는 방식은 3가지가 있다.

• public static final 필드 방식 (private 생성자 사용)
• 정적 팩터리 방식 (private 생성자 사용)
• 열거 타입 방식

 

이제 각각의 방식을 알아보자.

1. public static final 필드 방식

public calss Elvis {
    public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
    private Elvis() { ... }
    
    public void leaveTheBuilding() { ... }
}

private 생성자는 public static final 필드인 Elvis.INSTANCE 를 초기화할 때 딱 한 번만 호출된다. 
public 이나 protected 생성자가 없으므로 Elvis 클래스가 초기화될 때 만들어진 인스턴스가 전체 시스템에서 하나뿐임이 보장된다.

이 방식의 가장 큰 장점은 싱글턴임이 API에 명백히 드러난다는 점이다.

두 번째 장점은 간결하게 표현할 수 있다는 점이다.

 

2. 정적 팩터리 방식

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

Elvis.getInstance는 항상 같은 객체의 참조를 반환하므로 제 2의 Elvis 인스턴스는 만들어질 수 없다.

이 방식의 장점은 3가지가 있다.

1. API를 바꾸지 않고도 싱글턴이 아니게 변경할 수 있다.

2. 원한다면 정적 팩터리를 제네릭 싱글턴 팩터리로 만들 수 있다.

3. 정적 팩터리의 메서드 참조를 공급자(supplier)로 사용할 수 있다.

 

위의 두 가지 방식으로 만든 싱글턴 클래스를 직렬화하려면 Serializble을 구현할 뿐만 아니라, 모든 인스턴스 필드를 일시적(transient)이라고 선언하고 readResolve 메서드를 제공해야 한다. 이렇게 하지 않으면 직렬화된 인스턴스를 역직렬화할 때마다 새로운 인스턴스(가짜 Elvis)가 만들어지게 된다.

가짜 Elvis의 탄생을 예방하고 싶다면 다음과 같이 readResolve 메서드를 추가하자.

// 싱글턴임을 보장해주는 readResolve 메서드
private Object readResolve() {
    // 진짜 Elvis를 반환하고, 가짜 Elvis는 가비지 컬렉터에게 맡긴다.
    return INSTANCE;
}

 

3. 열거 타입 방식

public enum Elvis {
    INSTANCE;
    
    public void leaveTheBuilding() { ... }
}

public 필드 방식과 비슷하지만 더 간결하고, 추가 노력 없이 직렬화할 수 있다.
심지어 아주 복잡한 직렬화 상황이나 리플렉션 공격에서도 제2의 인스턴스가 생기는 일을 완벽히 막아준다.

 

조금 부자연스러워 보일 수는 있지만,
대부분의 상황에서는 열거 타입이 싱글턴을 만드는 가장 좋은 방법이다.
(단, 만들려는 싱글턴이 Enum외의 클래스를 상속해야 한다면 이 방법을 사용할 수 없다.)