springMVC 기본 - (5) 싱글톤 컨테인너

Spring 강의/springMVC

springMVC 기본 - (5) 싱글톤 컨테인너

lxexjx 2022. 3. 11. 00:01

[웹 애플리케이션과 싱글톤]

싱글톤 : 객체가 나의 JVM에 하나만 존재.

웹 애플리케이션은 보통 여러 고객이 동시에 요청,고객이 3번 요청하면 객체가(new~ ) 3개 생성->요청 올 때마다 객체를 만들어

<SingletonTest> - 스프링없는 DI컨테이너

public class SingletonTest {
    @Test
    @DisplayName("스프링 없는 순수한 DI 컨테이너")
    void pureContainer() {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        //1. 조회: 호출할 때 마다 객체를 생성
        MemberService memberService1 = appConfig.memberService();
        //2. 조회: 호출할 때 마다 객체를 생성
        MemberService memberService2 = appConfig.memberService();
        //참조값이 다른 것을 확인
        System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
        System.out.println("memberService2 = " + memberService2);
        //memberService1 != memberService2
        assertThat(memberService1).isNotSameAs(memberService2);
    }
}

스프링없는 DI컨테이너라서 AppConfig는 요청 올때마다 객체 생성==>구현체를 하나만 생생하고 생성된 객체 인스턴스를 공유하도록!!

[싱글톤 패턴]

싱글톤? 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴

한 자바 서버내에 객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록

public class SingletonService {
   
   //1. static 영역에 객체를 딱 1개만 생성해둔다.
    private static final SingletonService instance = new SingletonService();
   
   //2. public으로 열어서 객체 인스터스가 필요하면 이 static 메서드를 통해서만 조회하도록
    허용한다.
   
   public static SingletonService getInstance() {
        return instance;
    }
   
   //3. 생성자를 private으로 선언해서 외부에서 new 키워드를 사용한 객체 생성을 못하게 막는다.
    private SingletonService() {
    }
   
   public void logic() {
        System.out.println("싱글톤 객체 로직 호출");
    }
}

자기자신을 객체를 만들어서 instance참조로 넣어놔. instance참조를 꺼낼 수 있는 방법은 오직instance임. new로 생성 불가

@Test
@DisplayName("싱글톤 패턴을 적용한 객체 사용")
public void singletonServiceTest() {
   
   //private으로 생성자를 막아두었다. 컴파일 오류가 발생한다.
    //new SingletonService();
    
    //1. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    SingletonService singletonService1 = SingletonService.getInstance();
   
   //2. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    SingletonService singletonService2 = SingletonService.getInstance();
   
   //참조값이 같은 것을 확인
    System.out.println("singletonService1 = " + singletonService1);
    System.out.println("singletonService2 = " + singletonService2);
   
   // singletonService1 == singletonService2
    assertThat(singletonService1).isSameAs(singletonService2);
    singletonService1.logic();
}

같은 객체의 인스턴스를 반환!!

자바가 뜰때 생성도니 인스턴스를 가져다 쓰는거

스프링 컨테이너를 쓰면 기본적으로 객체를 다 싱글톤으로 만들어서 관리해. 싱글톤 패턴이 적용되면 요청이 1100개와도 객체를 하나도 안만들어. 있는 객체를 그대로 재활용

[싱글톤 컨테이너]

스프링 컨테이너는 싱글턴 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리. 이전에 설명한 컨테이너 생성 과정을 자세히 보자. 컨테이너는 객체를 하나만 생성해서 관리한다. 스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 한다. 이렇게 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라 한다. 스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글턴 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글톤으로 유지.

싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 됨.

DIP, OCP, 테스트, private 생성자로 부터 자유롭게 싱글톤을 사용

@Test
@DisplayName("스프링 컨테이너와 싱글톤")
void springContainer() {

    ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
    
    //1. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    MemberService memberService1 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);
    
    //2. 조회: 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
    MemberService memberService2 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);
    
    //참조값이 같은 것을 확인
    System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
    System.out.println("memberService2 = " + memberService2);
    
    //memberService1 == memberService2
    assertThat(memberService1).isSameAs(memberService2);
}

조회할 때마다 같은 객체 반환. 스프링이컨테이너에 빈 등록한거를 반환

스프링 컨테이너 덕분에 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 재사용

[싱글톤 방식의 주의점]

싱글톤 패턴이든, 스프링 같은 싱글톤 컨테이너를 사용하든, 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안된다. 무상태(stateless)로 설계해야됨.

특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안됨

특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안도힘

가급적 읽기만 가능해야 한다.

필드 대신에 자바에서 공유되지 않는, 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야 한다.

<StatefulService> - 상태를 유지할 경우

public class StatefulService {

    private int price; //상태를 유지하는 필드
    
    public void order(String name, int price) {
        System.out.println("name = " + name + " price = " + price);
        this.price = price; //여기가 문제!
    }
    public int getPrice() {
        return price;
    }
}

<StatefulServiceTest> - 상태를 유지할 경우 문제점 발생 테스트

public class StatefulServiceTest {

    @Test
    void statefulServiceSingleton() {
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
        
        StatefulService statefulService1 = ac.getBean("statefulService", StatefulService.class);
        StatefulService statefulService2 = ac.getBean("statefulService", StatefulService.class);
        
        //ThreadA: A사용자 10000원 주문
        statefulService1.order("userA", 10000);
        
        //ThreadB: B사용자 20000원 주문
        statefulService2.order("userB", 20000);
        
        //ThreadA: 사용자A 주문 금액 조회
        int price = statefulService1.getPrice();
        
        //ThreadA: 사용자A는 10000원을 기대했지만, 기대와 다르게 20000원 출력
        System.out.println("price = " + price);
        Assertions.assertThat(statefulService1.getPrice()).isEqualTo(20000);
    }
    
    static class TestConfig {
    
        @Bean
        public StatefulService statefulService() {
            return new StatefulService();
        }
    }
}

같은 인스턴스를 사용하기에 1을 찍어도 2에 해당하는 2만원이 나와->스프링 빈은 항상 무상태(stateless)로 설계

[@Configuration]

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }
    
    @Bean
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl( memberRepository(),  discountPolicy());
    }
    
    @Bean
    public MemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }
 ...
}

(@Bean호출하면 memberService -> new MemoryMemberRepository)

(@Bean호출하면 orderService -> new MemoryMemberRepository) 지금 두번 호출됨.

memberService 빈을 만드는 코드를 보면 memberRepository() 를 호출한다. 이 메서드를 호출하면 new MemoryMemberRepository() 를 호출.

orderService 빈을 만드는 코드도 동일하게 memberRepository() 를 호출한다. 이 메서드를 호출하면 new MemoryMemberRepository() 를 호출->MemoryMemberRepository()가 두번 불리는것처럼 싱글톤이 깨지는 것 처럼 보임

<MemberServiceImpl> 테스트용

public class MemberServiceImpl implements MemberService {
    private final MemberRepository memberRepository;
    //테스트 용도
    public MemberRepository getMemberRepository() {
        return memberRepository;
    }
}

<OrderServiceImpl> 테스트용

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    private final MemberRepository memberRepository;
    //테스트 용도
    public MemberRepository getMemberRepository() {
        return memberRepository;
    }
}

public class ConfigurationSingletonTest {

    @Test
    void configurationTest() {
    
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        
        MemberServiceImpl memberService = ac.getBean("memberService", MemberServiceImpl.class);
        OrderServiceImpl orderService = ac.getBean("orderService", OrderServiceImpl.class);
        MemberRepository memberRepository = ac.getBean("memberRepository", MemberRepository.class);
        //모두 같은 인스턴스를 참고
       
        System.out.println("memberService -> memberRepository = " + memberService.getMemberRepository());
        System.out.println("orderService -> memberRepository = " + orderService.getMemberRepository());
        System.out.println("memberRepository = " + memberRepository);
        //모두 같은 인스턴스를 참고

        assertThat(memberService.getMemberRepository()).isSameAs(memberRepository);

        assertThat(orderService.getMemberRepository()).isSameAs(memberRepository);
    }
}

memberRepository 인스턴스는 모두 같은 인스턴스가 공유되어 사용. 3개의 스프링빈이 모두 동일한것.

@Configuration
public class AppConfig {

    @Bean
    public MemberService memberService() {
        //1번
        System.out.println("call AppConfig.memberService");
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }
    
    @Bean
    public OrderService orderService() {
        //1번
        System.out.println("call AppConfig.orderService");
        return new OrderServiceImpl(
                memberRepository(),
                discountPolicy());
    }
    
    @Bean
    public MemberRepository memberRepository() {
        //2번? 3번?
        System.out.println("call AppConfig.memberRepository");
        return new MemoryMemberRepository();
    }
    
    @Bean
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}

1.memberService->2.memberRepository->3.memberRepository->4.orderService->5.memberRepository 이렇게 호출일거같지만

but 1.memberService->2.memberRepository->3.orderService 이렇게 호출됨

=>[@Configuration와 바이트코드 조작]

@Test
void configurationDeep() {

    ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
    
    //AppConfig도 스프링 빈으로 등록시켜서
    AppConfig bean = ac.getBean(AppConfig.class);

    System.out.println("bean = " + bean.getClass());	//bean의 클래스 타입
    //출력: bean = class hello.core.AppConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$bd479d70
}

순수한 클래스라면 class hello.core.AppConfig 이렇게 출력 but

내가 만든 클래스가 아니라 스프링이 CGLIB라는 바이트코드 조작 라이브러리를 사용해서 AppConfig 클래스를 '상속'받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록

조작한 스프링 빈을 등록해, 이름은 appConfig이나 실 객체는 다른거.

@Bean이 붙은 메서드마다 이미 스프링 빈이 존재하면 존재하는 빈을 반환하고, 스프링 빈이 없으면 생성해서 스프링 빈으로 등록하고 반환하는 코드가 동적으로 만들어짐. 이 다른 클래스가 싱글톤을 보장해줌

@Configuration 을 적용하지 않고, @Bean 만 적용하면 bean = class hello.core.AppConfig 이 출력 결과를 통해서 AppConfig가 CGLIB 기술 없이 순수한 AppConfig로 스프링 빈에 등록된 것을 확인 but MemberRepository()가 총 3번 호출(싱글톤이 깨짐)

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어쩌겠습니까

해야죠, 해내야죠

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