Item3: 생성자나 열거 타입으로 싱글턴임을 보증하라

Singleton이란 인스턴스를 오직 하나만 생성할 수 있는 클래스이다. 하지만 클래스를 싱글턴으로 만들면 이를 사용하는 클라이언트를 테스트하기 어려워질 수 있다. 왜냐하면 싱글턴 인스턴스를 mocking 할 수 없기 때문이다.

싱글톤을 만드는 방식

싱글톤을 만드는 방식은 보통 2가지가 존재한다.

1. public static final 필드

public class Elvis {
    public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
    private Elvis() {}
    
    public void someMethod() {}
}

private 기본 생성자 Elvis()는 public static final 필드(Elvis.INSTANCE)를 초기화할 때 딱 한번만 호출된다. 이로써 Elvis 클래스가 전체 시스템에서 오직 하나뿐임을 보장할 수 있다.

다만 reflection을 활용하여 외부에서 클래스의 private 메소드를 호출하는 방법(공격)이 존재한다. (AccessibleObject.setAccessible) 이 공격을 사전에 방지하려면 private 생성자가 두 번째 호출 되는 시점에 예외를 던지게 해야 한다.

장점

해당 클래스가 싱클턴이라는 것이 API에 명백히 드러나며 간결하다.

2. 정적 팩토리

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

Elvis.getInstance 메소드는 항상 동일한 객체 INSTANCE를 반환한다.

장점

API를 변경하지 않고도 해당 클래스가 싱글턴이 아니게 변경할 수 있다.

• 유일한 인스턴스를 반환하지 않고 thread 별로 다른 인스턴스를 반환하도록 수정할 수 있음

또한 정적 팩토리 메소드를 generic singleton factory 메소드로 만들 수 있다. 이러한 장점을 활용하지 않는다면, 싱글톤 객체를 만들기 위해 정적 팩토리 방식보다 public static final 필드를 활용한 방식이 좋다.

싱글톤 객체의 직렬화

싱글톤으로 만들 클래스를 직렬화하기 위해 단순히 Serializable 인터페이스를 구현한다고 선언하는 것만으로는 부족하다. 모든 인스턴스 필드를 transient로 선언하고 readResolve 메소드를 통해 싱글턴임을 보장해야 한다.

3. 열거 타입

public enum Elvis {
    INSTANCE;
    
    public void someMethod() {}
}

열거 타입을 통해 싱글턴을 구현하면 직렬화를 위한 추가적인 작업이 필요없다. 또한 reflection을 통한 제 2의 인스턴스를 생성하는 것을 막을 수 있다. 대부분의 상황에서 원소가 하나뿐인 열거 타입으로 싱글턴을 만드는게 가장 바람직하다.

• 단, 만드려는 싱글톤 클래스가 열거 타입 이외의 클래스를 상속한다면 이 방식으로 싱글톤 클래스를 만들 수 없다.