Item3. private 생성자나 열거 타입으로 싱글턴임을 보증하라

1. 싱글턴이란?

• 인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 클래스를 말한다.
• 전형적인 예로는 무상태 객체나 설계상 유일해야 하는 시스템 컴포넌트를 들 수 있다.
• 클래스를 싱글턴으로 만들면 이를 사용하는 클라이언트를 테스트하기가 어려워질 수 있다.
  • 타입을 인터페이스로 정의한 다음 그 인터페이스를 구현해서 만든 싱글턴이 아니라면 싱글턴 인스턴스를 가짜 구현으로 대체할 수 없다.
  • 가짜 구현으로 대체 → 타입을 인터페이스로 정의 후 구현

2. 보통의 싱글턴 만드는 두 가지 방식

• 두 방식 모두 생성자는 private로 감춰둔다.

• 인스턴스(유일한)에 접근할 수 있는 수단으로 public static 멤버를 하나 마련한다.

• 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.INSTANCE를 초기화 할떄 딱 한번만 호출된다.
  • private 생성자 하나만 있으므로 Elvis 클래스가 초기화될 때 만들어진 인스턴스가 전체 시스템에서 하나뿐임이 보장된다.
  • 그러나 리플렉션 API(아이템 65) AccessibleObject.setAccessible을 사용해 private 생성자를 호출할 수 있다.
  • 이러한 공격을 방어하려면 생성자를 수정하여 두 번째 객체가 생성되려 할 때 예외를 던지게 하면 된다.

• 정적 팩터리 방식의 싱글턴

  public class Elvis{
  	private static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
  	private Elvis() { ... }
  	public static Elvis getInstance() { return INSTANCE; }
  
  	public void leaveTheBuilding() { ... }
  }

  • Elvis.getInstance는 항상 같은 객체의 참조를 반환하므로 제 2의 Elvis 인스턴스란 결코 만들어지지 않는다.
  • 그러나 역시 리플렉션을 통한 예외는 똑같이 적용된다.

• 두 방식의 장점

  • public 필드 방식

    • 첫 번째 큰 장점은 해당 클래스가 싱글턴임이 API에 명백히 드러난다는 것이다.
    • 두 번째 장점은 간결함이다.

  • 정적 팩터리 방식

    • 첫 번째 장점은 API를 바꾸지 않고도 싱글턴이 아니게 변경할 수 있다는 점이다.
    • 두 번째는 원한다면 정적 팩터리를 제네릭 싱글턴 팩토리로 만들 수 있다는 점이다.
    • 세 번째는 정적팩터리의 메서드 참조를 공급자(supplier)로 사용할 수 있다는 점이다. (ex. Supplier)

  • 한계
    - 둘 중 하나의 방식으로 직렬화하려면 단순히 Serializable을 구현한다고 선언하는 것만으로는 부족하다.
    - 모든 인스턴스 필드를 일시적(transient)이라고 선언하고 readResolve 메서드를 제공해야 한다.
    - 이렇게 하지 않으면 직렬화된 인스턴스를 역직렬화할 때마다 새로운 인스턴스가 만들어진다.

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    3. enum 타입 방식 - 바람직한 방법

    public enum Elvis{
    	INSTANCE;
    
    	public void leaveTheBUilding() { ... }
    }

  • public 방식과 비슷하지만, 더 간결하고, 추가 노력 없이 직렬화할 수 있고, 심지어 아주 복잡한 직렬화 상황이나 리플렉션 공격에서도 제 2의 인스턴스가 생기는 일을 완벽히 막아준다.

  • 대부분 상황에서는 원소가 하나인 enum 타입이 싱글턴을 만드는 가장 좋은 방법이다.

  • 단, Enum 외의 클래스를 상속해야 한다면 이 방법은 사용할 수 없다.

  • 열거 타입이 다른 인터페이스를 구현하도록 선언할 수는 있다.