[Java] static 응용 - 싱글톤 패턴

▶ static 응용 ㅡ 싱글톤 패턴

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단계 1. 생성자를 private으로 만들기

package singleton;

public class Company {
 
    private Company() {
    }

}

-싱글톤 패턴에서는 생성자를 반드시 명시적으로 만들고 그 접근 제어자를 private으로 지정해야 한다.

그러면 생성자가 있으므로 컴파일러가 디폴트 생성자를 만들지 않고, 접근 제어자가 private이므로 외부 클래스에서 마음대로 Company 인스턴스를 생성할 수 없게 된다.

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단계 2. 클래스 내부에 static으로 유일한 인스턴스 생성하기

package singleton;

public class Company {
    private static Company instance = new Company();  // 유일하게 생성한 인스턴스
    
    private Company() {
    }

}

-단계 1에서 외부 인스턴스를 생성할 수 없도록 만들었다. 하지만 우리가 프로그램에서 사용할 인스턴스 하나는 필요하다. 따라서 Company 클래스 내부에서 하나의 인스턴스를 생성한다. 이 인스턴스가 프로그램 전체에서 사용할 유일한 인스턴스가 된다.

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단계 3. 외부에서 참조할 수 있는 public 메서드 만들기

package singleton;

public class Company {
    private static Company instance = new Company();  // 유일하게 생성한 인스턴스
    
    private Company() {
    }

    public static Company getInstance() {  // 인스턴스 외부에서 참조할 수 있도록 public get() 메서드 구현
        if (instance == null) {
            instance = new Company();
        }
        return instance;
    }

}

-이제 private으로 선언한 유일한 인스턴스를 외부에서도 사용할 수 있도록 설정해야 한다. 이를 위해 public 메서드를 생성한다. 그리고 유일하게 생성한 인스턴스를 반환해 준다. 이 때, 인스턴스를 반환하는 메서드는 반드시 static으로 선언해야 한다. 왜냐하면 getInstance( ) 메서드는 인스턴스 생성과 상관없이 호출할 수 있어야 하기 때문이다.

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단계 4. 실제로 사용하는 코드 만들기

package singleton;

public class CompanyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Company myCompany1 = Company.getInstance();  // 클래스 이름으로 getInstance() 호출하여 참조 변수에 대입 
        Company myCompany2 = Company.getInstance();  // 클래스 이름으로 getInstance() 호출하여 참조 변수에 대입
        System.out.println(myCompany1 == myCompany2);  // 두 변수가 같은 주소인지 확인
    }
}

-외부 클래스에서는 Company를 생성할 수 없으므로 static으로 제공되는 getInstance( ) 메서드를 호출한다.

Company.getInstance( );와 같이 호출하면 반환 값으로 유일한 인스턴스를 받아온다.

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<결과값>

-myCompany1과 myCompany2를 비교해 보면 같은 참조 값을 가지는 동일한 인스턴스임을 알 수 있다.

열 번, 백 번을 호출해도 항상 같은 주소의 인스턴스가 반환될 것이다.

또, Company 클래스는 내부에 생성된 유일한 인스턴스 외에는 더 이상 인스턴스를 생성할 수 없다.

이와 같이 static을 사용하여 유일한 객체를 생성하는 싱글톤 패턴을 구현할 수 있다.

 

 

 

실습 ) 싱글톤 패턴으로 클래스 구현 연습하기

자동차 공장이 있다. 자동차 공장은 유일한 객체이고, 이 공장에서 생산되는 자동차는 제작될 때마다 고유 번호가 부여된다. 자동차 번호가 10001부터 시작되어 자동차가 생성될때마다 10002, 10003 이렇게 번호가 붙도록 자동차 공장 클래스, 자동차 클래스를 만들어 보자. 두 클래스는 다음 CarFactoryTest.java 테스트 코드가 수행될 수 있도록 구현해 보자.

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<내가 한 것>

package singleton;

public class CarFactory {
   
    String createCar;
	private static CarFactory instance = new CarFactory();

    public String getCreateCar() {
        return createCar;
    }

    public void setCreateCar(String createCar) {
        this.createCar = createCar;
    }

	public static CarFactory getInstance() {
		if (instance == null) {
			instance = new CarFactory();
		}
		return instance;
	}

	public Car createCar() {
		return new Car();
	}
}

 

package singleton;

public class Car {
    int carNum;
	private static int serialNum = 10000;
	
	public Car() {
		serialNum++;
		carNum = serialNum;
	}

	public int getCarNum() {
		return carNum;
	}

	public void setCarNum(int carNum) {
		this.carNum = carNum;
	}
}

 

package singleton;

public class CarFactoryTest {
	public static void main(String[] args) {
		CarFactory factory = CarFactory.getInstance();
		Car mySonata = factory.createCar();
		Car yourSonata = factory.createCar();

		System.out.println(mySonata.getCarNum());
		System.out.println(yourSonata.getCarNum());
	}

}

<결과값>

 

​<선생님이 한 것>

package singleton;

public class CarFactory {
	private static CarFactory instance;

	private CarFactory() {
	}

	public static CarFactory getInstance() {
		if (instance == null) {
			instance = new CarFactory();
		}
		return instance;
	}

	public Car createCar() {
		return new Car();;
	}
}

 

package chapter6.singleton;

public class Car {

	private static int serialNum = 10000;
	int carNum;
	
	public Car() {
		serialNum++;
		carNum = serialNum;
	}

	public int getCarNum() {
		return carNum;
	}
}

 

 

 

연습문제 Q5 ) 아침 출근길에 김 씨는 4000원을 내고 별다방에서 아메리카노를 사 마셨다. 이 씨는 콩다방에서 4500원을 내고 라떼를 사 마셨다.

'06-2 객체 간 협력' 을 참고하여 이 과정을 객체 지향으로 프로그래밍해보자.

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<내가 한 것>

package singleton;

public class Person {

	String personName;
	int money;

	public Person(String personName, int money) {
		this.personName = personName;
		this.money = money;
	}

    public Person() {
    }

    public void takeStar(Star star) {
        star.take(4000);
        this.money -= 4000;
    }

    public void takeKong(Kong kong) {
        kong.take(4500);
        this.money -= 4500;
    }

    public void showInfo() {
        System.out.println(personName + "님의 잔액은 " + money + "원 입니다.");
    }

}

 

package singleton;

public class Star {
    
    String personName;
	int money;

	public Star(String string) {
    }

    public void take(int money) {
        this.money += money;
    }
 
    public void showInfo() {
        System.out.println("스타1호점의 잔액은 " + money + "입니다.");
	}
}

 

package singleton;

public class Kong {
    
    String personName;
	int money;

	public Kong(String string) {
    }

    public void take(int money) {
        this.money += money;
    }
 
    public void showInfo() {
        System.out.println("콩1호점의 잔액은 " + money + "입니다.");
	}
}

 

package singleton;

public class CafeTest {
	public static void main(String[] args) {

		Person kim = new Person("김씨", 10000);
		Person lee = new Person("이씨", 15000);

		Star star1 = new Star("스타1호점");
		Kong kong1 = new Kong("콩1호점");

		kim.takeStar(star1);
        lee.takeKong(kong1);

        kim.showInfo();
        lee.showInfo();

        star1.showInfo();
        kong1.showInfo();
	}
}

<결과값>

 

<선생님이 한 것>

package singleton;

public class Person {

	String name;
	int money;

	public Person(String name, int money) {
		this.name = name;
		this.money = money;
	}

    public void takeStar(Star star, int money) {
        star.take(money);
        this.money -= money;
    }

    public void takeKong(Kong kong, int money) {
        kong.take(money);
        this.money -= money;
    }

    public void showInfo() {
        System.out.println(name + "님의 남은 돈은 " + money + "원 입니다.");
    }

}	

 

package singleton;

public class Star {
    
    String starNum;
    int customerCnt;
	int money;

	public Star(String name) {
        starNum = name;
    }

    public void take(int money) {
        this.money += money;
        customerCnt++;
    }
 
    public void showInfo() {
        System.out.println(starNum + "의 매출은 " + money + "원 입니다.");
	}
}

 

package singleton;

public class Kong {
    
    String kongNum;
    int customerCnt;
	int money;

	public Kong(String name) {
        kongNum = name;
    }

    public void take(int money) {
        this.money += money;
        customerCnt++;
    }
 
    public void showInfo() {
        System.out.println(kongNum + "의 매출은 " + money + "원 입니다.");
	}
}

 

package singleton;

public class CafeTest {
	public static void main(String[] args) {

		Person kim = new Person("김씨", 10000);
		Person lee = new Person("이씨", 15000);

		Star star1 = new Star("스타1호점");
		Kong kong1 = new Kong("콩1호점");

		kim.takeStar(star1, 4000);
        lee.takeKong(kong1, 4500);

        kim.showInfo();
        lee.showInfo();

        star1.showInfo();
        kong1.showInfo();
	}
}