[Design Pattern] 싱글톤 패턴(Singleton Pattern)

최근 프로젝트에서 싱글톤 패턴을 사용해보게 되었는데요!

싱글톤 패턴을 제대로 알고 쓰고자 싱글톤 패턴에 대해 정리해보려고 합니다.

Singleton의 정의, 사용이유, 사용방법 순으로 정리해나가보도록 하겠습니다!

싱글톤 패턴(Singleton Pattern)이란?

소프트웨어 디자인 패턴에서 싱글턴 패턴(Singleton pattern)을 따르는 클래스는, 생성자가 여러 차례 호출되더라도 실제로 생성되는 객체는 하나이고 최초 생성 이후에 호출된 생성자는 최초의 생성자가 생성한 객체를 리턴한다. 이와 같은 디자인 유형을 싱글턴 패턴이라고 한다. [출처] 위키백과

 

싱글톤은 디자인 패턴 중 생성 패턴에 해당하는 디자인 유형으로, 

클래스가 여러 차례 호출되더라도 딱 한 객체만 생성되기 때문에

객체를 하나만 생성하여 여러 곳에서 공용으로 사용하고 싶을 때 사용하는 디자인 패턴입니다.

싱글톤. 왜 쓰는건데?

싱글톤 패턴을 사용하는 이유는 뭘까요?

예제로 보도록 합시다!

 

아래와 같은 유저의 정보를 저장하는 클래스가 있다고 해봅시다.

 

class UserInfo {
    var id: String?
    var pw: String?
    var name: String
}

 

만약, A ViewController에서 name, B ViewController에서 id, C ViewController에서 pw 정보를 받아와

이 클래스(UserInfo)에 저장해야된다면

 

// A ViewController
let userInfo = UserInfo()
userInfo.name = "Jane"

// B ViewController
let userInfo = UserInfo()
userInfo.id = "janechoi123"

// C ViewController
let userInfo = UserInfo()
userInfo.pw = "123456"

 

위와 같이 세 개의 Viewcontroller에서 UserInfo 객체를 각각 따로 생성하여 id, pw, name 정보를 저장하게됩니다.

이렇게 되면, 그림과 같이 각각의 인스턴스(instance)에 정보가 따로 저장이 되겠죠?

 

그렇지만, 우리는 하나의 인스턴스에 모든 정보(id, pw, name)가 저장되는 것을 원합니다.

이럴 때! 싱글톤 패턴을 사용해서 이 클래스에 대한 인스턴스는 최초 생성 시에 전역으로 저장해두고, 

그 이후에 이 전역 인스턴스(하나만 존재)에 접근하도록 하는 방법을 사용하는 것입니다.

위의 그림과 같이 한 인스턴스에 여러 곳에서 접근이 가능하도록 하는 것이 바로 싱글톤입니다!

 

여기서 전역변수와 같은 역할을 하는데 왜 굳이 싱글톤을 써야하나? 라는 의문이 들 수가 있을텐데요, 

싱글톤은 메모리면에서 장점이 큽니다.

만약에 많은 메모리를 잡아먹는 클래스가 있을 때, 전역 변수로 선언하게 되면 이를 사용하지 않을 때도 메모리를 잡아먹게 됩니다.

하지만, 싱글톤은 생성 시점부터 메모리를 사용하고, 사용하지 않을 때 메모리를 해제할 수 있기 때문에 메모리 낭비를 방지할 수 있다는 장점이 있습니다.

 

하지만, 이것이 단점이 될 수도 있겠죠??

어느 곳에서나 접근이 가능하기 때문에 앱의 규모가 커진다면 메모리 관리가 어려워질 수 있기 때문에 해지가 어려워질 수 있습니다.

또한 하나의 인스턴스를 공유하기 때문에 객체 간 의존성이 커질 확률이 높습니다.

멀티스레드 환경에서 앱 전역에서 접근할 수 있다면 각기 다른 스레드에서 객체의 상태를 변경시킬 수 있어 동시성의 문제가 생길 수도 있습니다. (저도 알고싶지 않았습니다.. 이러한 단점 때문에 안티패턴이라고 불리기도 합니다)

그래서 어떻게 쓰는건데?

이제 싱글톤 패턴을 사용해봅시다!

 

1. static 프로퍼티로 Instance 생성

 

class UserInfo {
    static let shared = UserInfo()

    var id: String?
    var pw: String?
    var name: String?
}

 

먼저, 전역으로 저장될 것이기 때문에

static 키워드를 이용해 클래스 안에 인스턴스(instance)를 저장할 프로퍼티를 하나 생성해줍니다.

(싱글톤 패턴은 참조 타입에만 가능하기 때문에 class를 이용해야 합니다.) 

 

2. init() private으로 접근제어

 

class UserInfo {
    static let shared = UserInfo()

    var id: String?
    var pw: String?
    var name: String?

    private init() { }
}

 

생성자인 init()을 private으로 접근제어 해줍니다.

외부의 접근을 차단시켜서 UserInfo클래스의 shared 인스턴스로만 접근 가능하도록 제한하는 것이 싱글톤 패턴입니다.

 

이렇게 간단하게 싱글톤 객체를 만들어줄 수 있습니다!

그렇다면 외부에서는 어떻게 접근할까요?

 

3. Singleton Class 접근 방법

생성해주었던 static 프로퍼티를 이용하면 됩니다.

어느 클래스에서든 shared라는 static 프로퍼티로 접근하면, 하나의 인스턴스를 공유하는 것입니다.

그렇기 때문에, 아래와 같이 다른 ViewController에서 동일한 인스턴스에 접근해 값을 정해줄 수도 있고,

 

// A ViewController
let userInfo = UserInfo.shared
userInfo.name = "Jane"

// B ViewController
let userInfo = UserInfo.shared
userInfo.id = "janechoi123"

// C ViewController
let userInfo = UserInfo.shared
userInfo.pw = "123456"

 

이렇게 저장된 값을 가져와 사용해줄 수도 있습니다.

 

// D ViewController
let userInfo = UserInfo.shared
print(userInfo.name ?? "")

 

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참고자료

https://ko.wikipedia.org/wiki/싱글턴_패턴

http://blog.whatifill.com/blog/design-patterns-with-swift

https://babbab2.tistory.com/66

https://ggasoon2.tistory.com/5