[디자인 패턴] 싱글톤(Singleton) 패턴

싱글톤 패턴은 생성 패턴 중 하나로, 프로그램 내에서 특정 인스턴스가 단 하나임을 보장하는 패턴이다. 모든 객체가 단 하나의 객체를 공유한다.

 

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    // Private constructor to prevent direct instantiation
    private Singleton() {
        // Initialization if needed
    }

    // Static method to provide access to the instance
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

    // Other methods or properties can be added here
    public void someMethod() {
        System.out.println("Singleton method called.");
    }
}

 

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Accessing the Singleton instance
        Singleton singletonInstance1 = Singleton.getInstance();
        Singleton singletonInstance2 = Singleton.getInstance();

        // Both instances will be the same object
        System.out.println(singletonInstance1 == singletonInstance2); // Output: true

        // Using the Singleton's methods
        singletonInstance1.someMethod(); // Output: Singleton method called.
        singletonInstance2.someMethod(); // Output: Singleton method called.
    }
}

 

생성자의 접근 제한을 `private`으로 두어 다른 클래스에서 생성자를 호출하지 못하도록 막는다. `getInstance()` 메서드에서 자기 자신 객체를 생성하여  멤버 필드에 할당한 뒤 `private` `static`으로 선언된 멤버 필드를 반환한다. 

 

이때 `instance`라는 멤버 필드는 `private`이기 때문에 다른 곳에서 해당 클래스 이름으로 직접 참조될 일도 없으므로 굳이 `static`으로 선언되지 않아도 괜찮아 보인다! 

 

왜 static이어야 할까?

생성자의 접근 제한이 `private`으로 제한 되어있는 상황에서, 해당 객체를 얻으려면 반드시 `getInstance()` 메서드를 호출해야 한다. 이때 `getInstance()`가 `static`으로 선언되어 있으므로 해당 메서드 내부에서는 non-static 멤버를 사용할 수 없다.

`static` 성질을 가진 멤버는 클래스에 종속되므로 프로그램 생성 즉시 클래스 및 인터페이스 등의 데이터와 함께 JVM 메모리 영역의 Static area(Method area)에 올라가게 되므로 클래스 이름을 통해 상시 참조할 수 있으며 모든 객체가 해당 값을 공유한다. 반면 인스턴스 멤버는 반드시 객체 생성 후 Heap 영역에 올라가고 나서야 사용할 수 있다. 따라서 `static` 으로 선언된 메서드에서 인스턴스 멤버를 사용하려고 할 때 그 시점에 해당 인스턴스가 생성되지 않았을 경우 해당 필드는 존재하지 않는 필드로 간주되므로 `static` 메서드 내부에서 인스턴스 멤버를 사용할 수 없다.