[Spring] 싱글톤, 무상태(stateless)로 설계하라! [Singleton 패턴 주의사항]

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- 싱글톤, 무상태(stateless)로 설계하라!

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

- 잘못된 설계 : 상태가 유지되는 경우

- StateFulService.java

public class StateFulService {
    private int price; // 상태를 유지하는 필드

    public void order(String name, int price) {
        System.out.println("name = " + name + " price = " + price);
        this.price = price; // 여기가 문제!
    }

    public int getPrice() {
        return price;
    }
}

- StateFulServiceTest.java

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

class StateFulServiceTest {

    @Test
    void statefulServiceSingleton() {
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
        StateFulService stateFulService1 = ac.getBean(StateFulService.class);
        StateFulService stateFulService2 = ac.getBean(StateFulService.class);
        
        // ThreadA: A사용자가 10000원을 주문
        stateFulService1.order("userA", 10000);
        // ThreadB: B사용자가 20000원을 주문
        stateFulService2.order("userB", 20000);
        
        // ThreadA: 사용자A 주문 금액 조회
        int price = stateFulService1.getPrice();
        System.out.println("price = " + price); // 10000을 예상하지만, 20000이 출력된다.
    }

    static class TestConfig {
        @Bean
        public StateFulService stateFulService() {
            return new StateFulService();
        }
    }
}

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userA의 price는 10000인데, 20000이 출력되었다.

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싱글톤으로 만들어진 객체는 가급적 읽기만 가능해야 하며, 필드 대신 공유되지 않는 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야 한다.

- 좋은 설계 : 무상태(stateless)로 설계된 경우

- StateFulService.java

public class StateFulService {
    public int order(String name, int price) {
        System.out.println("name = " + name + " price = " + price);
        return price;
    }
}

- StateFulServiceTest.java

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

class StateFulServiceTest {

    @Test
    void statefulServiceSingleton() {
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
        StateFulService stateFulService1 = ac.getBean(StateFulService.class);
        StateFulService stateFulService2 = ac.getBean(StateFulService.class);
        
        // ThreadA: A사용자가 10000원을 주문
        int userAPrice = stateFulService1.order("userA", 10000);
        // ThreadB: B사용자가 20000원을 주문
        int userBPrice = stateFulService2.order("userB", 20000);
        
        // ThreadA: 사용자A 주문 금액 조회
        System.out.println("price = " + userAPrice);
    }

    static class TestConfig {
        @Bean
        public StateFulService stateFulService() {
            return new StateFulService();
        }
    }
}

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userA의 price가 정상적으로 출력되었다.

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- 참고자료

스프링 핵심 원리 - 기본편 - 인프런 | 강의

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