[CS] 싱글톤 패턴(singleton pattern)

싱글톤 패턴(singleton pattern)이란?

    - 하나의 클래스에 오직 하나의 인스턴스만 가지는 패턴.

       ㄴ 하나의 인스턴스를 만들어 놓고, 해당 인스턴스를 다른 여러 모듈들이 공유하며 사용.

인스턴스 : 

객체지향 프로그래밍에서 어떤 클래스에 속하는 각 객체를 의미.

-> 붕어빵 틀 = Class / 각각의 붕어빵 = Instance / 붕어빵 = Object

 

싱글톤 : 붕어빵 틀로 붕어빵을 하나 만들어서, 여럿이서 그 붕어빵을 보고 따라그리는데 사용.

    - 주로 데이터베이스 연결 모듈에 많이 사용.

    - 장점 : 인스턴스를 생성 할 때 드는 비용이 줄어듬.

                (하나의 인스턴스를 만들어 다른 모듈들이 그 인스턴스 사용)

    - 단점 : 의존성이 높아짐.

 

    1. 자바스크립트의 싱글톤 패턴

    - 리터럴 {} 또는 new object로 객체를 생성하는 것.(다른 어떤 객체와도 같지 않기 때문)

const obj = {
  a : 27
}
const obj2 = {
  a : 27
}
console.log(obj===obj2);

자바스크립트의 싱글톤 패턴

//Singleton 클래스의 구현(자바스크립트)
class Singleton {
  constructor () {
    if(!Singleton.instance) {
      Singleton.instance = this
    }
    return Singleton.instance
  }
  getInstance() {
    return this.instance
  }
}
const a = new Singleton()
const b = new Singleton()
console.log(a===b)

Singleton 클래스의 구현(자바스크립트)

    2. 싱글톤 패턴으로 만드는 데이터베이스 연결 모듈

//자바스크립트 싱글톤 패턴으로 만드는 데이터베이스 연결모듈
const URL = 'mongodb://localhost:27017//kundolapp'
const createConnection = url =>({"url":url})
class DB {
  constructor(url) {
    if(!DB.instance) {
      DB.instance = createConnection(url)
    }
    return DB.instance
  }
  connect() {
    return this.instance
  }
}
const a = new DB(URL)
const b = new DB(URL)
console.log(a===b)

자바스크립트 싱글톤 패턴으로 만드는 데이터베이스 연결모듈

    3. 자바에서의 싱글톤 패턴

//자바에서의 싱글톤
class Singleton {
    private static class singleInstanceHolder {
        private static final Singleton INSTASCE = new Singleton();
    }
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        return singleInstanceHolder.INSTASCE;
    }
}

public class HelloWorld{

     public static void main(String []args){
        Singleton a = Singleton.getInstance();
        Singleton b = Singleton.getInstance();
        System.out.println(a.hashCode());
        System.out.println(b.hashCode());
        if(a==b){
            System.out.println(true);
        }
     }
}

자바에서의 싱글톤 패턴과 그 증명

    3. mongoose(Node.js에서 MongoDB연결시 사용)모듈의 싱글톤 패턴

//mongoose모듈에서 싱글톤 인스턴스를 반환하는 connect()함수
Mongoose.prototype.connect = function(uri, options, callback) {
  const _mongoose = this instanceof Mongoose ? this : mongoose;
  const conn = _mongoose.connection;

  return _mongoose._ptomiseCallback(callback, cb => {
    conn.openUri(uri, options, err => {
      if (err != null) {
        return cb(err);
      }
      return cb(null, _mongoose);
    })
  })
}

    4. MySQL의 싱글톤 패턴(Node.js에서 MySQL DB 연결시 사용)

//MySQL의 싱글톤 패턴

//메인모듈 : 데이터베이스 연결에 관한 인스턴스 정의
const mysql = require('mysql');
const pool = mysql.CreatePool({
  connectionLimit:10,
  host: 'example.org',
  user: 'kundol',
  password: 'secret',
  database : '승철이디비'
})
pool.connect();

//모듈 A : 메인모듈 인스턴스를 기반으로 쿼리를 보냄
pool.query(query, function (error, results, fields) {
  if (error) throw error;
  console.log('The solution is : ', result[0].solution);
})
//모듈 B : 메인모듈 인스턴스를 기반으로 쿼리를 보냄
pool.query(query, function (error, results, fields) {
  if (error) throw error;
  console.log('The solution is : ', result[0].solution);
})

    5. 싱글톤 패턴의 단점

        1) 모듈간의 결합을 강하게 만들 수 있음.

            ㄴ의존성 주입(DI, Dependency Injection)을 통해 해결 가능.

                 ㄴ 메인모듈과 하위모듈 사이에 의존성 주입자를 두어 메인모듈이 '간접적'으로 의존성을 주입.

                     = 메인모듈은 하위 모듈에 대한 의존성이 떨어짐(디커플링 됨)

의존성 : 

존속성이라고도 함. A가 B에 존속성이 있음 = B의 변경사항에 대해 A또한 변해야 함.

의존성 주입의 장점 : 

모듈들을 쉽게 교체 할 수 있는 구조가 되어, 테스팅하기 쉽고 마이그레이션 하기 수월.

애플리케이션 의존성 방향이 일관되고, 쉽게 추론 할 수 있으며, 모듈간의 관계가 명확해짐.

이는 구현시 추상화 레이어를 넣고 이를 기반으로 구현체를 넣어주기 때문.

의존성 주입의 단점 :

복잡성이 증가 될 수 있으며, 런타임 패널티가 생길 수 있음.(모듈들이 더 분리됨으로 클래스가 더 늘어나기 때문)

의존성 주입의 원칙 :

상위 모듈은 하위 모듈에서 어떠한 것도 가져오지 않아야 함.

둘 다 추상화에 의존해야 하며, 추상화는 세부 사항에 의존하지 말아야 함.

마이그레이션 :

운영환경에서 다른 운영환경으로 옮기는 것.

(앱 혹은 운영체제 업그레이드, 데이터에서 DB 변경, 온프레이스 인프라에서 클라우드 인프라로 바꾸는 것, 모놀리식 앱에서 컨테이너화된 서비스로 바꾸는 것 등)