Singletone Design Pattern

#### 원본 : https://examples.javacodegeeks.com/core-java/java-singleton-design-pattern-best-practices-examples/ # Singletone ## Singletone Design Pattern? - Singleton 패턴은 Creational 디자인 패턴의 일부. - Java에서 new키워드는 필요할 때마다 클래스의 인스턴스를 작성합니다. 그러나 개발자가 다음과 같은 클래스의 독립 인스턴스를 가져야하는 경우도 있습니다. - 단일 데이터베이스 연결 개체 - 단일 공유 리소스  ## 전제 조건 - 정적 멤버 : static클래스 레벨 변수 와 마찬가지로 JVM 메모리에 단일 인스턴스를 생성 합니다. - Private Constructor : 외부 세계로부터 Singleton 클래스의 인스턴스 생성을 제한합니다 (즉, new키워드를 사용하여이 클래스의 초기화 가 방지됩니다) - 정적 팩토리 메소드 : 이것은 Singleton 객체에 대한 전역 액세스 지점을 제공하고 인스턴스를 호출자에게 반환합니다. ## 구조 - 단일 인스턴스의 소유권은 변경할 수 없습니다. - 게으른 초기화가 권장됩니다. - 싱글 톤 인스턴스에 대한 전역 액세스는 별도로 제공되지 않습니다. ## SingletonClassDemo.java ```java package com.java.design.pattern.singleton; // Lazy Initialization public class SingletonClassDemo { // Static attribute. private static SingletonClassDemo instance = null; // Private constructor. private SingletonClassDemo() { } // Static function. public static SingletonClassDemo getInstance() { // If there is no instance available, create new one (i.e. lazy initialization). if (instance == null) { instance = new SingletonClassDemo(); } return instance; } } ``` ## Eager Initialization ```java package com.java.design.pattern.singleton; // Eager Initialization public class SingletonClassDemo2 { // Static attribute. // Making the "instance" attribute as "final" ensures that only one instance of the class exists. private static final SingletonClassDemo2 instance = new SingletonClassDemo2(); // Private constructor. private SingletonClassDemo2() { } // Static function. public static SingletonClassDemo2 getInstance() { return instance; } } ``` - Static Initialization ```java // Static block initialization for exception handling. static { try { instance = new StaticSingletonClassDemo(); } catch(Exception ex) { throw new RuntimeException("Exception occurred in creating the singleton instance ...!"); } } ``` ## Bill Pugh Singleton - SingletonBillPughDemo.java ```java package com.java.design.pattern.singleton; public class SingletonBillPughDemo { // Private constructor. private SingletonBillPughDemo() { } // Static inner class. private static class Lazyholder { // Static attribute. private static final SingletonBillPughDemo INSTANCE = new SingletonBillPughDemo(); } // Static function. public static SingletonBillPughDemo getInstance() { return Lazyholder.INSTANCE; } } ``` ## Using Enum package com.java.design.pattern.singleton; ```java public enum SingletonEnum { INSTANCE; } ``` // The singleton instance can be accessed via "SingletonEnum.INSTANCE". - 이 방법은 쉽지만 두 가지 단점이 있습니다. 즉 열거 형은 지연 초기화를 지원하지 않습니다. 열거 형에서 Singleton 클래스를 Multi-ton으로 변경하는 것은 불가능합니다. ## Thread-Safe Singleton - SingletonClassDemo3.java ```java package com.java.design.pattern.singleton; // Thread-Safe Implementation public class SingletonClassDemo3 { // Static attribute. private static SingletonClassDemo3 instance = null; // Private constructor. private SingletonClassDemo3() { } // Static function. // Only one thread can execute this at a time. public static synchronized SingletonClassDemo3 getInstance() { // If there is no instance available, create new one (i.e. lazy initialization). if (instance == null) { instance = new SingletonClassDemo3(); } return instance; } } ``` ## Double Check Locking Principle ```java package com.java.design.pattern.singleton; // Double Check Locking Principle public class SingletonClassDemo4 { // Static attribute. private static SingletonClassDemo4 instance = null; // Private constructor. private SingletonClassDemo4() { } // Static function. public static SingletonClassDemo4 getInstance() { // Double check locking principle. // If there is no instance available, create new one (i.e. lazy initialization). if (instance == null) { // To provide thread-safe implementation. synchronized(SingletonClassDemo4.class) { // Check again as multiple threads can reach above step. if (instance == null) { instance = new SingletonClassDemo4(); } } } return instance; } } ``` ## Using Volatile Keyword ```java package com.java.design.pattern.singleton; // Double Check Locking Principle public class SingletonClassDemo5 { // Static and Volatile attribute. private static volatile SingletonClassDemo5 instance = null; // Private constructor. private SingletonClassDemo5() { } // Static function. public static SingletonClassDemo5 getInstance() { // Double check locking principle. // If there is no instance available, create new one (i.e. lazy initialization). if (instance == null) { // To provide thread-safe implementation. synchronized(SingletonClassDemo5.class) { // Check again as multiple threads can reach above step. if (instance == null) { instance = new SingletonClassDemo5(); } } } return instance; } } ``` ## Ways to Kill Singleton - Reflection ```java try { Constructor[] constructors = Singleton.class.getDeclaredConstructors(); for (Constructor constructor : constructors) { // Below Code Will Destroy the Singleton Pattern constructor.setAccessible(true); instanceTwo = (Singleton) constructor.newInstance(); break; } } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); } ``` - Serialization ```java // Implementing the 'readResolve()' method. protected Object readResolve() { return getInstance(); } ``` - Clone Clone은 인스턴스 복사본을 생성하여 클래스의 Singleton 디자인을 파괴 할 수있는 개념입니다. 이 문제를 극복하려면 개발자가 clone()메서드 를 재정의하고 해당 메서드에서 CloneNotSupportedException예외를 throw 해야합니다. ```java @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { throw new CloneNotSupportedException(); } ``` # 엄지 손가락 규칙 - 응용 프로그램에서 스레드 안전성을 보장하기 위해 싱글 톤 디자인 패턴에서 이중 잠금 원칙을 구현합니다. - 당신의 싱글 톤을 깨뜨릴 수 있으므로 오브젝트 복제를 조심하십시오. 개체의 clone()메서드를 제한하는 것을 기억하십시오. - 자바 리플렉션 API에주의하십시오. 다시 싱글 톤을 깨뜨릴 수 있습니다. (instance != null)검사가 true이면 생성자에 런타임 예외를 던집니다. - 직렬화에서 싱글 톤 클래스를 안전하게합니다. - java.lang.Runtime및 java.awt.DesktopJVM이 설치된 2 개 개의 싱글 클래스들이다