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아이템 3 - private 생성자나 열거 타입으로 싱글턴임을 보증하라

  • 싱글턴 (singleton) 개념 인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 클래스

    • ex)
      • 함수(아이템 24)와 같은 무상태(stateless) 객체
      • 설계상 유일해야 하는 시스렘 컴포넌트

  • 한계 클래스를 싱글턴으로 만들면 이를 사용하는 클라이언트를 테스트하기가 어 려워질 수 있다.
    (∵ 타입을 인터페이스로 정의한 다음 그 인터페이스를 구현해서 만든 싱글턴이 아니라면 싱글턴 인스턴스를 가짜(mock) 구현으로 대체 불가)

  • 싱글톤 생성 방법

    • 종류

      • public static 멤버가 final 필드인 방식
      • 정적 팩터리 메서드를 public static 멤버로 제공하는 방식
      • 원소가 하나인 열거 타입을 선언하는 방식

    • 1,2의 공통점
      생성자는 private 으로 감춰두고 유일한 인스턴스에 접근할 수 있는 수단으로 public static 멤버를 하나 마련해두는 방식

    • 차이점

      • public static 멤버가 final 필드인 방식

        public class Elvis {
}
pUblic static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
private Elvis() { ... }
public void leaveTheBuilding() { ... }
        • private 생성자는 public static final 필드인 Elvis.IN5TANCE를 초기화할 때 딱 한 번만 호출된다.
        • public이나 protected 생성자가 없으므로 Elvis 클래스가 초 기화될 때 만들어진 인스턴스가 전체 시스댐에서 하나뿐임이 보장된다.
        • 클라이언트는 손 쓸 방법이 없지만 권한이 있는클라이언트는리 플렉션 API(아이댐 65) 인 AccessibleObject.setAccessible을 사용해 private 생성자를 호출할 수 있다. 이러한 공격을 방어하려면 생성자를 수정하여 두 번째 객체가 생성되려 할 때 예외를 던지게 하면 된다.
        • 장점
          • 해당 클래스가 싱글턴임이 API에 명백히 드러 난다는 것.(public static 필드가 final이니 절대로 다른 객체를 참조할 수 없다.)
          • 간결함

      • 정적 팩터리 메서드를 public static 멤버로 제공하는 방식

        public class Elvis {
}
private static f inal Elvis INST때CE = new Elvi s() ;
private Elvis() { ... }
public static Elvis getlnstance() { retu rn INSTANCE; }
public void l eaveTheBuild i n  g() { ... }

        Elvis.getlnstance는 항상 같은 객체의 참조를 반환하므로 제 2의 Elvis 인스턴스란 결코 만들어 지지 않다(역시 리플렉션을 통한 예외는 똑같이 적용된다)

        • 장점
          • (마음이 바뀌면) API 를 바꾸지 않고도 싱글턴이 아니게 변경할 수 있다.
            유일한 인스턴스를 반환하던 팩터 리 메서드가 (예컨대) 호출하는 스레드별로 다른 인스턴스를 넘겨주게 할 수 있다.
          • 정적 팩터리를 제네릭 싱글턴 팩터리로 만들수 있다는점(아이템 30).
          • 정적 팩터리의 메서드 참조를 공급자(supplier)로 사용할 수 있다
            ex)Elvis::getInstance를 Supplier<Elvis>로 사용하는 식이다(아이템 43, 44). 이러한 장점들이 굳이 필요하지 않다면 public 필드 방식이 좋다.

      • 원소가 하나인 열거 타입을 선언하는 방식

        // 코드 3-3 열거 타입 방식의 싱글턴 - 바람직한 방법
public enum Elvis {
INSTAl\JCE;
public void leaveTheBuilding() { .•• }
}
        • 특징
          • public 필드 방식과 비슷하지만 더 간결하고 추가 노력 없이 직렬화할 수 있고 심지어 아주 복잡한 직렬화 상황이나 리플렉션 공격에서도 제 2 의 인스턴스가 생기는 일을 완벽히 막아준다.
          • 조금 부자연스러워 보일 수는 있으나 대부분 상황에서는 원소가 하나뿐인 열거 타업이 싱글턴을 만드는 가장 좋은 방법이다. (단， 만들려는 싱글턴이 Enum 외의 클래스를 상속해야 한다면 이 방법은 사용할 수 없다(열거 타입 이 다른 인터페이스를 구현하도록 선언할 수는 있다))

  • 싱글톤 클래스의 직렬화 방법
    단순히 Serializable을 구현한다고 선언하는 것 뿐만 아니라
    모든 인스턴스 필드를 일시적( transient ) 이라고 선언하고
    readResolve 메서드를 제공해야 한다(아이템 89). 이렇게 하지 않으면 직렬화된 인스턴스를 역직렬화할 때마다 새로운 인스턴스가 만들어진다. 코드 3-2 의 예에서라면 가짜 Elvis가 탄생한다는 뜻이다. 이를 예방하기 위해 Elvis 클래스에 다음의 readResolve 메서드를 추가하자.

// 싱글턴입을 보장해주는 readResolve 메서드
private Object readResolve() {
// ’진짜’ El vis를 반환하고 ， 가짜 Elvis는 가비지 컬렉터에 맡긴다.
return INSTANCE;