디자인 패턴 : 싱글톤 패턴(Singleton Pattern)

 

소프트웨어를 설계할 때 하나의 인스턴스만 존재해야 하는 객체가 필요할 때가 있습니다. 예를 들어 설정값을 저장하는 Config 객체, 로그 시스템, 데이터베이스 연결 등은 여러 개의 인스턴스를 만들기보다 전역에서 하나만 존재해야 더 효율적입니다.

이런 요구를 만족시키기 위해 사용되는 디자인 패턴이 바로 싱글톤 패턴(Singleton Pattern) 입니다.

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🔍 싱글톤 패턴이란?

싱글톤 패턴은 클래스의 인스턴스를 오직 하나만 생성하고, 어디서든 그 인스턴스에 접근할 수 있는 전역적인 접근 지점을 제공하는 생성 패턴입니다.

쉽게 말해, 프로그램 전체에서 단 하나만 존재해야 하는 객체를 보장하는 패턴입니다.

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📦 언제 사용하나요?

• 설정 정보(Config)나 환경값을 어디서나 접근해야 할 때
• 로깅 시스템, 캐시, 데이터베이스 커넥션 풀처럼 공유 자원을 하나로 통제해야 할 때
• 전역 상태를 유지해야 하는 객체가 필요할 때

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🔧 Java 싱글톤 패턴 예제

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
        // private 생성자: 외부에서 new 금지
    }

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

문제점: 멀티스레드 환경에서는 instance가 여러 번 생성될 수 있음

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🛡 Thread-Safe 싱글톤 (Double-Checked Locking)

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

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🧼 더 깔끔한 방법: 정적 내부 클래스 방식

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    private static class Holder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.INSTANCE;
    }
}

 

• JVM 클래스 로딩 시점의 특성을 이용해 lazy loading + thread-safe 구현 가능
• 성능도 좋고 코드도 깔끔해서 많이 쓰입니다

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🚫 싱글톤의 단점

• 테스트하기 어려움: 전역 상태로 인해 테스트 간 의존성이 생김
• 유연성 부족: 의존성 주입(DI)을 사용한 구조와 충돌할 수 있음
• 숨겨진 의존성: 코드에서 의존 관계가 명확하게 드러나지 않음

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🔁 싱글톤 vs 전역 변수

항목	싱글톤 패턴	전역 변수
인스턴스 통제	✔ 하나로 통제	✘ 여러 개 가능
객체 캡슐화	✔ 객체 중심	✘ 데이터 노출
테스트 용이성	✘ 어려움	✘ 더 어려움
설계 철학	✔ 객체지향적	✘ 절차적

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✨ 마무리

싱글톤 패턴은 강력한 도구이지만, 잘못 사용하면 코드의 결합도(coupling)를 높이고 테스트를 어렵게 만들 수 있습니다.

의존성 주입 프레임워크(Spring 등)를 사용하는 경우에는 빈(bean) 스코프를 싱글톤으로 설정하여 대체하는 것이 더 현대적인 방식입니다.