![[Spring] 웹 애플리케이션과 싱글톤](https://img1.daumcdn.net/thumb/R750x0/?scode=mtistory2&fname=https%3A%2F%2Fblog.kakaocdn.net%2Fdn%2Fcat6lz%2FbtrJO1BMKD1%2FEi9GkhBkJVl12QkYLUBVKk%2Fimg.png)
웹 애플리케이션과 싱글톤
- 스프링은 기업용 온라인 서비스 기술을 지원하기 위해 탄생하였다.
- 대부분의 스프링 애플리케이션은 웹 애플리케이션이다. 물론 웹이 아닌 애플리케이션 개발도 얼마든지 개발할 수 있다.
- 웹 애플리케이션은 보통 여러 고객이 동시에 요청을 한다.
@Test
@DisplayName("스프링 없는 순수한 DI 컨테이너")
void pureContatiner(){
AppConfig appConfig = new AppConfig();
//1. 조회: 호출할때마다 객체를 생성
MemberService memberService1 = appConfig.memberService();
//2. 조회: 호출할때마다 객체를 생성
MemberService memberService2 = appConfig.memberService();
//참조값이 다른 것을 확인
System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
System.out.println("memberService2 = " + memberService2);
//memberserService1 != memberService2
assertThat(memberService1).isNotSameAs(memberService2);
}- 고객 트래픽이 초당 100이 나오면 초당 100개 객체가 생성되고 소멸된다. 따라서, 메모리 낭비가 심하다
- 해결방안은 해당 객체가 딱 1개만 생성되고, 공유하도록 설계하면 된다. 따라서, 싱글톤 패턴
싱글톤 패턴
클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다.
그래서 객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 막아야 한다.
Private 생성자를 사용해서 외부에서 임의로 new 키워드를 사용하지 못하도록 막아야한다.
순서
1. static 영역에 객체 instance를 미리 하나 생성해서 올려둔다.
2. 이 객체 인스턴스가 필요하면 오직 getInstance() 메서드를 통해서만 조회할 수 있다. 이 메서드를 호출하면 항상 같은 인스턴스를 반환한다.
3. 딱 1개의 객체 인스턴스만 존재해야 하므로, 생성자를 private으로 막아서 혹시라도 외부에서 new 키워드로 객체 인스턴스가 생성되는 것을 막는다.
싱글톤 컨테이너 적용 후
스프링 컨테이너 덕분에 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 재사용할 수 있다.
싱글톤 방식의 주의점
- 싱글톤 패턴이든, 스프링 같은 싱글톤 컨테이널르 사용하든, 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에싱글톤 객체는 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안된다.
- 무상태(stateless)로 설계해야한다!
n 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안된다.
n 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다.
n 가급적 읽기만 가능해야 한다.
n 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는, 지역변수, 파라미터, ThreadLocal등을 사용해야 한다.
- 스프링 빈의 필드에 공유 값을 설정하면 정말 큰 장애가 발생할 수 있다.
상태를 유지할 경우 발생하는 문제점 예시
private int price;// 상태를 유지하는 필드
public int order(String name, int price){
System.out.println("name = " + name + "price = "+price);
this.price= price;//여기가 문제
return price;
}
public int getPrice(){
return price;
}상태를 유지할 경우 발생하는 문제점 예시
@Test
void statefulServiceSingleton(){
ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
StatefulService statefulService1 = ac.getBean(StatefulService.class);
StatefulService statefulService2 = ac.getBean(StatefulService.class);
//ThreadA: A사용자가 10000원 주문
int userAprice = statefulService1.order("userA", 10000);
//ThreadB: B사용자가 20000원 주문
int userBprice = statefulService2.order("userB",20000);
//ThreadA: 사용자A가 주문 금액 조회
System.out.println("price = " + userAprice);
}
static class TestConfig{
@Bean
public StatefulService statefulService(){
return new StatefulService();
}
}- ThreadA가 사용자A 코드를 호출하고 ThreadB가 사용자B 코드를 호출한다 가정하자.
- StatefulService의 price필드는 공유되는 필드인데, 특정 클라이언트가 값을 변경한다.
- 사용자 A의 주문 금액은 10000원이 되어야하는데 20000원이라는 결과가 나온다.
- 따라서, 스프링 빈은 항상 무상태(stateless)로 설계하자.
@Configuration과 싱글톤
그런데 이상한 점이 있다.
@Bean
public MemberService memberService(){
System.out.println("call AppConfig.memberService");
return new MemberServiceImpl(memberRepository());
}
@Bean
public MemberRepository memberRepository() {
System.out.println("call AppConfig.memberRepository");
return new MemoryMemberRepository();
}
@Bean
public OrderService orderService(){
System.out.println("call AppConfig.orderService");
return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
}
@Bean
public DiscountPolicy discountPolicy(){
// return new FixDiscountPolicy();
return new RateDiscountPolicy();
}- memberService 빈을 만드는 코드를 보면 memberRepository()를 호출한다.
- 이 메서드를 호출하면 new MemoryMemberRepository()를 호출한다.
- orderService빈을 만드는 코드도 동일하게 memberRepository()를 호출한다.
- 이메서드를 호출하면 new MemoryMemberRepository()를 호출한다.
@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);
MemberRepository memberRepository1 = memberService.getMemberRepository();
MemberRepository memberRepository2 = orderService.getMemberRepository();
System.out.println("memberSerivce -> memberRepository1 = " + memberRepository1);
System.out.println("orderService -> memberRepository2 = " + memberRepository2);
System.out.println("memberRepository= " + memberRepository);
assertThat(memberService.getMemberRepository()).isEqualTo(memberRepository);
assertThat(orderService.getMemberRepository()).isEqualTo(memberRepository);
}
@Test
void configurationDeep(){
AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
AppConfig bean = ac.getBean(AppConfig.class);
System.out.println("bean = " + bean.getClass());
}
확인해보면 memberRepository인스턴스는 모두 같은 인스턴스가 공유되어 사용된다.
AppConfig에서는 각각 2번 new MemoryMemberRepository호출해서 다른 인스턴스가 생성되어야하는데 그렇지 않다.
@Bean
public MemberService memberService(){
System.out.println("call AppConfig.memberService");
return new MemberServiceImpl(memberRepository());
}
@Bean
public MemberRepository memberRepository() {
System.out.println("call AppConfig.memberRepository");
return new MemoryMemberRepository();
}
@Bean
public OrderService orderService(){
System.out.println("call AppConfig.orderService");
return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
}
@Bean
public DiscountPolicy discountPolicy(){
// return new FixDiscountPolicy();
return new RateDiscountPolicy();
}
스프링 컨테이너가 각각 @Bean을 호출해서 스프링 빈을 생선한다. 그래서 memberRepository()는 다음과 같이 총 3번이 호출되어야하는게 아닌가?
1. 스프링 컨테이너가 스프링 빈에 등록하기 위해 @Bean이 붙어있는 memberRepository()호출
2. memberService()로직에서 memberRepository()호출
3. orderService() 로직에서 memberRepository()호출
그런데 출력 결과는 모두 1번만 호출된다.
call AppConfig.memberService
call AppConfig.memberRepository
call AppConfig.orderService
@Configuration과 바이트코드 조작의 마법
@Test
void configurationDeep(){
AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
AppConfig bean = ac.getBean(AppConfig.class);
System.out.println("bean = " + bean.getClass());
}사실 AnnotationConfigApplicationContext에 파라미터로 넘긴 값은 스프링 빈으로 등록된다. 그래서 AppConfig도 스프링 빈이 된다.
AppConfig 스프링 빈을 조회해서 클래스 정보를 출력해보자.
결과값.
bean = class hello.core.AppConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$bd479d70
순수한 클래스의 경우 값
class hello.core.AppConfig
그런데 예상과는 다르게 클래스 명에 xxxCGLIB가 붙으면서 상당히 복잡해진 것을 볼 수 있다. 이것은 내가 만든 클래스가 아니라 스프링이 CGLIB라는 바이트 코드 조작 라이브러리를 사용해서 AppConfig클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록한 것이다.
그 임의의 다른 클래스가 바로 싱글톤이 보장되도록 해준다. 아마도 다음과 같이 바이트 코드를 조작해서 작성되었을 것이다.
- @Bean이 붙은 메서드마다 이미 스프링 빈이 존재하면 존재하는 빈을 반환하고, 스프링 빈이 없으면 생성해서 스프링 빈으로 등록하고 반환하는 코드가 동적으로 만들어진다.
- 덕분에 싱글톤이 보장된다.
Ps. AppConfig@CgLIB는 AppConfig의 자식 타입으므로, AppConfig타입으로 조회할 수 있다.
정리
- @Bean만 사용해도 스프링 빈으로 등록되지만, 싱글톤을 보장하지 않는다.
memberRepository()처럼 의존고나계 주입이 필요해서 메서드를 직접 호출할 때 싱글톤을 보장하지 않는다.
크게 고민할 것이 없다. 스프링 설정 정보는 항상 @Configuration을 사용하자.
출처 : 인프런 - 스프링 기본원리 핵심편. 김영한 강사