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Singleton.md

File metadata and controls

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Singleton

들어가며...

소프트웨어를 만들다보면 어떤 클래스의 객체가, 해당 프로세스내에서 딱 하나만 만들어져 있어야 할 때가 있다.
사용자가 개발자가 만든 앱을 사용하는데 세팅해서 다크모드를 설정해놓으면 다른 페이지로 이동하더라도 이 다크모드가 그대로 유지되어
있어야하는 예를 생각해보면 쉽다.

어떤 페이지에 있던 이 세팅을 관리하는 객체는 반드시 같은 것을 사용해야한다는 것.
그렇다면 당연히 이 객체가 하나만 만들어져있도록 해야한다.

여기서 static으로 클래스 자기 자신을 Type화하여 객체를 하나 만들어낸다.
클래스 안의 static이 아닌 변수나 메서드들은 객체가 생성될 때마다 메모리의 공간을 새로 차지하지만 static으로 선언된 것들은
객체가 얼마나 만들어지든 메모리의 지정된 공간에 딱 하나씩만 존재하게 된다.

컴파일 할 때부터 이 요소가 차지할 메모리 용량을 이미 알 수 있도록 딱 정해져 있기 때문에 이런 동적 요소들과 대비되는 개념으로
static, 정적이라고 불리는 것.

Singleton Official Document

A single class return the same instance no matter how many times an application requests it.

Singleton 클래스는 어플리케이션이 요청한 횟수에 관계없이 동일한 인스턴스를 반환합니다.

A typical class permits callers to create as many instances of the class as they want, whereas with a singleton class, there can be only one instance of the class per process.

일반적으로 사용하는 클래스는 호출자가 원하는 만큼 클래스의 인스턴스를 만들 수 있도록 허용하는 반면,
Singleton 클래스에서는 프로세스당 하나의 클래스 인스턴스만 있을 수 있습니다.

A singleton object provides a global point of access to the resources of its class.

Singleton 객체는 해당 클래스의 자원에 대한 전역으로 접근할 수 있는 지점을 제공합니다.

Singletons are used in situations where this single point of control is desirable, such as with classes that offer some general service of resource.

Singleton은 일발적인 서비스나 자원을 제공하는 클래스와 같이 이 단일 제어 지점이 올바른 상황에서 사용됩니다.

You obtain the global instance from a singleton class through a factory method.

Factory 메서드를 통해 Singleton 클래스에서 전역 인스턴스를 얻을 수 있습니다.

The class lazily creates its sole instance the first time it is requested and thereafter ensures that no other instance can be created.

이 클래스는 처음 요청될 때 유일한 인스턴스를 느리게 만들고 그 이후에는 다른 인스턴스를 만들 수 없도록 합니다.

A singleton class also prevents callers from copying, retaining, or releasing the instance.

Singleton 클래스는 또한 호출자가 인스턴스를 복사, 유지 또는 해제하는 것을 방지합니다.

You may create your own singleton classes if you find the need for them.

개발자가 필요한 경우에는 자신만의 싱글톤 클래스를 만들 수 있습니다.

For example, if you have a class that provides sounds to other objects in an application, you might make it a singleton.

예를 들어 애플리케이션의 다른 개체에 소리를 제공하는 클래스가 있는 경우 이를 싱글톤으로 만들 수 있습니다.

Several Cocoa framework classes are singletons.

몇몇개의 코코아 프레임워크 클래스는 싱글톤입니다.

They include NSFileManager, NSWorkSpace, and, in UIKit, UIApplication and UIAccelerometer.

NSFileManager, NSWorkspace 및 UIKit에는 UIApplication 및 UIAccelerometer가 포함됩니다.

The name of the factory method returning the singleton instance has, by convention, the form shared Class Type.

싱글톤 인스턴스를 반환하는 팩토리 메서드의 이름은 관례에 따라 sharedClassType 형식을 갖습니다.

Examples from the Cocoa frameworks are shareFileManager, sharedColorPanel, and sharedWorkspace

Cocoa 프레임워크의 예시로는 sharedFileManager, sharedColorPanel, sharedWorkspace가 있습니다.

1. Singleton Pattern이란?

특정 용도로 객체를 하나만 생성하여, 공용으로 사용하고 싶을 때 사용하는 디자인 유형

Example

// 사용자의 정보를 저장하는 클래스
class UserInfo{
    var id: String?
    var password: String?
    var name: String?
}

이후
A - Viewcontroller 에서는 id를,
B - ViewController 에서는 password를,
C - ViewController에서는 name을 입력받아
UserInfo라는 클래스에 저장해야 한다고 가정하면

// A - ViewController
let userInfo = UserInfo()
userInfo.id = "User_Id"
// B - ViewController
let userInfo = UserInfo()
userInfo.password = "123"
// C - ViewController
let userInfo = UserInfo()
userInfo.name = "User_name"

이런 식으로 A, B, C ViewController에서 각각 UserInfo 객체를 만들어서 저장하면,

위와 같이 각 Instance의 프로퍼티에만 저장될 것이고 원하는 것처럼 하나의 Instance에 모든 정보가 저장되지 않는다.

💭 Singleton 방법이 아닌 다른 방법?

인스턴스는 참조 타입이기 때문에, UserInfo 인스턴스를 한 번 생성한 후,
이 인스턴스를 A -> B -> C로 필요할 때마다 참조를 넘겨줄 수 있긴 하다.
하지만 이렇게 되면 App 안에서 어떤 클래스던 UserInfo 인스턴스가 참조되어야 할 때마다 매번 이 인스턴스를 넘겨주어야하는데...
코드가 너무 지저분해진다...

🔴 그렇기 때문에, 이 클래스에 대한 Instance는 최초 생성될 때 딱 한 번만 생성해서 전역에 두고,
그 이후로는 이 Instance만 접근 가능하게 하자는 목표가 생겼고 Singleton Pattern이 만들어지게 된 계기이다.

이런 식으로 한 Instance에 어디 클래스에서든 접근 가능하게 하는 것이다.

2. Singleton Class 만드는 방법

2-1. static 프로퍼티로 Instance 생성하기

전역으로 저장될 것이기 때문에, static을 이용해 Instance를 저장할 프로퍼티를 하나 생성한다.

class UserInfo {
    static let shared = UserInfo()

    var id: String?
    var password: String?
    var name: String?
}

2-2. init 함수 접근제어자를 private로 지정하기

혹시라도 init 함수를 호출해 Instance를 또 생성하는 것을 막기 위해, private로 감춘다.

class UserInfo {
    static let shared = UserInfo()

    var id: String?
    var password: String?
    var name: String?

    private init()
}

2-3. Singleton Class에 접근하는 방법

아까 생성해뒀던 static 프로퍼티를 이용하면 된다.

// A ViewController
let userInfo = UserInfo.shard
userInfo.id = "User_Id"
// B ViewController
let userInfo = UserInfo.shard
userInfo.password = "123"
// C ViewController
let userInfo = UserInfo.shard
userInfo.name = "User_name"

어떤 클래스에서던 shard란 staic 프로퍼티로 접근하면, 하나의 Instance를 공유하는 것이다.

Singleton 장단점

장점 👍🏻

  • 한 번의 Instance만 생성하므로 메모리 낭비를 방지할 수 있음
  • Singleton Instance는 전역 Instance로 다른 클래스들과 자원 공유가 쉬움
  • DBCP(DataBase Connection Pool)처럼 공통된 객체를 여러개 생성해서 사용해야하는 상황에서 많이 사용
    (쓰레드풀, 캐시, 대화상자, 사용자 설정, 레지스트리 설정, 로그 기록 객체등)

단점 👎🏻

  • Singleton Instance가 너무 많은 일을 하거나, 많은 데이터를 공유시킬 경우 다른 클래스의 Instance들 간 결합도가 높아져
    "개방=폐쇄" 원칙을 위배함 (객체 지향 설계 원칙 어긋남)
  • 따라서 수정과 테스트가 어려워짐

참고사이트 🌐

[Apple Developer] Singleton
Managing a Shared Resource Using a Singleton
객체지향 디자인패턴1 - 얄팍한 코딩사전
Swift) 싱글톤 패턴(Singleton Pattern) - 개발자 소들이