Singleton Pattern(싱글톤 패턴)

싱글톤 패턴이란?

싱글톤(Singleton)은 클래스의 인스턴스를 오직 하나만 생성하도록 보장하는 디자인 패턴이다.
주로 전역적으로 상태를 공유해야 하는 경우 사용한다.

예를 들면 앱의 설정 정보, 데이터베이스 연결, 로그 기록 등의 기능에 활용된다.

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왜 싱글톤을 사용할까?

• 인스턴스를 한 번만 생성하고 재사용해야 할 때
• 여러 객체에서 동일한 인스턴스를 참조해야 할 때
• 메모리 낭비를 막고, 상태를 전역으로 관리하고 싶을 때

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싱글톤 기본 구조 (Dart 예시)

class Singleton {
  static final Singleton _instance = Singleton._internal();

  // 외부에서 인스턴스를 생성하지 못하게 private 생성자
  Singleton._internal();

  // 생성된 인스턴스를 반환
  factory Singleton() {
    return _instance;
  }

  String data = '싱글톤 데이터';
}

사용 방법:

void main() {
  var s1 = Singleton();
  var s2 = Singleton();

  print(s1 == s2); // true
}

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키워드 설명

1. static

• 클래스의 인스턴스와 상관없이 클래스 자체에 속하는 변수나 메서드를 정의할 때 사용.
• 인스턴스를 생성하지 않아도 접근할 수 있다.
• 싱글톤에서 유일한 인스턴스를 static으로 선언하여 프로그램 어디에서든 동일한 인스턴스를 참조하게 만든다.

예시:

static final Singleton _instance = Singleton._internal();

2. final

• 변수에 한 번 값이 할당되면 변경할 수 없다.
• 싱글톤에서는 인스턴스를 단 한 번만 생성하고 절대 다른 인스턴스로 대체되지 않도록 final로 선언한다.

예시:

static final Singleton _instance = Singleton._internal();

3. factory

• 생성자를 대신하여 인스턴스를 반환하는 함수.
• 일반 생성자와 달리, 새로운 인스턴스를 반환할 수도 있고, 기존 인스턴스를 반환할 수도 있다.
• 싱글톤에서는 새 인스턴스를 생성하지 않고 이미 생성된 인스턴스를 반환하는 역할을 한다.

예시:

factory Singleton() {
  return _instance;
}

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정리

키워드 설명 싱글톤에서의 역할

static	클래스에 귀속	인스턴스를 클래스에 귀속시켜 전역에서 사용
final	값 변경 불가	한번 생성된 인스턴스를 변경하지 않음
factory	생성자 대신 인스턴스를 반환	새로 생성하지 않고 기존 인스턴스를 반환

 

 

싱글톤의 장점

• 전역 인스턴스를 통해 데이터 일관성 유지
• 메모리 절약 (인스턴스 재사용)
• 상태 공유가 용이

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싱글톤의 단점

• 전역 상태가 많아지면 코드가 복잡해지고 테스트 어려움
• 의존성 주입이 어렵다
• 멀티스레드 환경에서는 동기화가 필요할 수 있다

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실무에서 싱글톤을 사용할 때 주의할 점

• 꼭 필요한 경우에만 사용한다
• 전역 상태로 인해 의존성이 꼬이지 않도록 설계한다
• 테스트 환경에서 Mock 처리 등을 쉽게 하기 위해 인터페이스와 함께 설계하는 것이 좋다

 

아래 싱글톤 예제코드를 보며 생각해보자

class Singleton {
  // 1. static과 final로 유일한 인스턴스 생성
  static final Singleton _instance = Singleton._internal();

  // 2. factory 생성자: 항상 동일한 인스턴스를 반환
  factory Singleton() {
    return _instance;
  }

  // 3. private 생성자: 외부에서 직접 생성 방지
  Singleton._internal();

  // 4. 클래스의 메서드 예시
  void sayHello() {
    print('Hello, I am a Singleton instance');
  }
}

void main() {
  var s1 = Singleton();
  var s2 = Singleton();

  s1.sayHello();

  print(identical(s1, s2)); // true, 두 인스턴스가 동일한 객체인지 확인
}