[Spring] 싱글톤 컨테이너

soonhankwon·2023년 9월 25일

Configuration Spring cglib 스프링 싱글톤 컨테이너

스프링 핵심원리 정리

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스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리합니다.

스프링 빈이 바로 싱글톤으로 관리되는 빈입니다.

싱글톤 컨테이너

스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리합니다.
- 컨테이너는 객체를 하나만 생성해서 관리
스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 합니다.
- 싱글톤 레지스트리 (싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능)
스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글톤 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글톤으로 유지할 수 있습니다.
- 싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 된다.
- DIP, OCP, 테스트, private 생성자로 부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있다.
- 요청이 올때마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 재사용할 수 있다.
스프링은 기본 빈 등록 방식은 99.9% 싱글톤이지만, 싱글톤 방식만 지원하는 것은 아닙니다.
- 요청할 때 마다 새로운 객체를 생성해서 반환하는 기능도 제공한다.

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 안됩니다.
무상태(stateless)로 설계해야 한다!
- 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안된다.
- 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다.
- 가급적 읽기만 가능해야 한다.
- 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는, 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야 한다.
스프링 빈의 필드에 공유 값을 설정하면 정말 큰 장애가 발생할 수 있다.
- 스레드 세입하지 않다!

ThreadA가 UserA 코드를 호출하고 ThreadB가 UserB 코드를 호출한다 가정한다.
- price 필드는 공유되는 필드인데, 특정 클라이언트가 값을 변경한다.
- 실무에서 정말 해결하기 어려운 큰 문제를 일으킬수 있습니다.
- 공유필드는 정말 조심해야 합니다.

@Configuration 과 싱글톤

@Configuration 의 역할

@Configuration 애노테이션은 스프링 설정 클래스로 지정됩니다.
이 애노테이션이 붙은 클래스에서 @Bean 애노테이션이 붙은 메서드들은 스프링 컨테이너에 빈으로 등록하고, 해당 빈들간의 의존성을 설정합니다.

Exam AppConfig

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

각각 다른 MemoryMemberRepository 가 생성되면서 싱글톤이 깨지는 것처럼 보인다. 스프링 컨테이너는 이 문제를 어떻게 해결할까?
스프링 컨테이너는 싱글톤 레지스트리입니다.
- 스프링 빈이 싱글톤이 되도록 보장해주어야 합니다.
  - 하지만, 위 자바 코드를 보면 3번 호출되어야 함
- 스프링은 클래스의 바이트 코드를 조작하는 라이브러리를 사용한다. CGLIB!

@Configuration

애노테이션을 보면 @Component 이 포함 되어있는 것을 볼 수 있습니다.

@Configuration 이 붙은 Config 클래스도 스프링 빈으로 등록된다는 것입니다.

AppConfig $EnhancerBySpring**CGLIB**$ 7d58da97
CGLIB 라이브러리를 사용해서 AppConfig 클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록한 것입니다.

그 다른 클래스가 바로 싱글톤이 보장되도록 해준다. (CGLIB 내부 기술)

CGLIB 의 역할

@Configuration 애노테이션이 붙은 클래스는 CGLIB가 상속한 새로운 클래스로 변경됩니다.
- 이를 통해서 스프링은 해당 설정 클래스에 있는 @Bean 메서드들을 호출하고, 필요한 경우 빈을 캐싱해서 싱글톤 스코프를 보장합니다.
CGLIB 내부 기술을 유추해보자면 @Bean이 붙은 메서드마다 이미 스프링 빈이 존재하면 존재하는 빈을 반환하고, 스프링 빈이 없으면 생성해서 스프링 빈으로 등록하고 반환하는 코드가 동적으로 만들어집니다.
@Configuration 을 적용안한다면, 빈으로 등록되지만 싱글톤을 유지하지 않습니다.
@Bean만 사용해도 스프링 빈으로 등록되지만, 싱글톤을 보장하지 않습니다.
- memberRepository() 처럼 의존관계 주입이 필요해서 메서드를 직접 호출할 때 싱글톤을 보장하지 않는다.
스프링 설정 정보는 항상 @Configuration을 사용하자!