Bean (싱글톤의 개념과 사용시 주의점)

웹 애플리케이션은 보통 여러 고객이 동시에 요청을 한다.

요청을 할 때마다 Controller, Service, Repository를 생성하면 메모리 낭비가 심하기 때문에, 스프링에서는 싱글톤으로 객체를 가지고 있다.

싱글톤이란 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다.

 

@Configuration과 싱글톤

@Configuration은 @Bean에 추가 설정을 줘서 싱글톤으로 만들지 않는 이상 무조건 빈에 대해 싱글톤을 보장한다.

아래 코드를 살펴 보자.

 

@Configuration
public class AppConfig {

    @Bean
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }

    @Bean
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
    }

    @Bean
    public MemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }
}

 

MemberService와 OrderService를 빈으로 등록할 때 모두 memberRepository() 메소드를 호출하는 것을 알 수 있다.

결과적으로 각각 다른 2개의 MemoryMemberRepository가 생성되어 싱글톤이 깨진다고 생각할 수 있다.

하지만 @Configuration은 클래스의 바이트 코드를 조작하는 라이브러리인 CGLIB를 사용하여 싱글톤을 보장한다.

CGLIB는 프록시 객체의 일종으로 AppConfig가 빈으로 등록될 때, AppConfig 대신 AppConfig를 상속 받은 AppConfig$CGLIB 형태로 프록시 객체가 등록된다.

 

 

위와 같이 이름은 appConfig가 되고, 실제 등록되는 스프링 빈은 CGLIB 클래스의 인스턴스가 등록된다. CGLIB는 대강 아래와 같이 구현이 되어 있다고 생각하면 편하다.

@Bean
public MemberRepository memberRepository() {
    if(memorymemberRepository가 이미 스프링 컨테이너에 등록되어있으면?) {
        return 스프링 컨테이너에서 찾아서 반환;
    } else { // 스프링 컨테이너에 없으면
        기존로직을 호출해서 MemoryMemberRepository를 생성하고 스프링 컨테이너에 등록
        return 반환;
    }
}

 

@Bean이 등록된 메소드마다 이미 스프링 빈이 존재하면 존재하는 빈을 반환하고, 스프링 빈이 없으면 생성해서 스프링 빈으로 등록하고 반환하는 코드가 동적으로 만들어진다.

이 덕분에 싱글톤이 보장되는 것이다.

참고로 AppConfig$CGLIB는 AppConfig의 자식 타입이므로 AppConfig 타입으로 조회가 가능하다.

 

싱글톤 방식의 주의점

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여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안된다.

무상태(stateless)로 설계해야 한다!

 

아래와 같이 인스턴스 변수로 price를 두고 있는 상태라고 가정해보자.

 

public class StatefulSingleton {

    private int price;

    public void order(int price) {
        this.price = price;
    }


    public int getPrice() {
        return price;
    }
}

 

위와 같이 인스턴스 변수에 특정 값을 저장할 경우 아래와 같은 문제가 발생할 수 있다.

 

@DisplayName("stateful singleton test")
@Test
void stateful_singleton() {
    ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(
        TestConfig.class);

    StatefulSingleton statefulSingleton1 = ac.getBean("statefulService", StatefulSingleton.class);
    StatefulSingleton statefulSingleton2 = ac.getBean("statefulService", StatefulSingleton.class);

    statefulSingleton1.order(10000);
    statefulSingleton2.order(20000);

    Assertions.assertThat(statefulSingleton1.getPrice()).isEqualTo(20000);

}

 

고객 1명은 10000원을 결재 요청했음에도 불구하고, 실질적으로는 20000원이 결재 된 것을 확인할 수 있다.

위와 같이 인스턴스 변수를 사용하기 보다는 지역변수를 사용하는 습관을 가져서 이러한 위험에서 벗어나도록 하자.