Java 디자인 패턴 프로그래밍의 싱글톤 패턴과 단순 팩토리 패턴에 대한 간략한 분석

싱글톤 패턴
동기 부여
때로는 클래스의 인스턴스가 하나만 있는 것이 중요할 때가 있습니다. 예를 들어, 시스템에는 창 관리 인스턴스가 하나만 있어야 합니다.

싱글턴 패턴은 가장 간단한 디자인 패턴입니다. 클래스는 자체적으로 인스턴스화하고, 인스턴스가 하나만 있는지 확인하고, 이 인스턴스에 액세스할 수 있는 입구를 제공하는 역할을 담당합니다.

목적
1. 인스턴스가 하나만 생성되도록 합니다.
2. 이 인스턴스에 대한 액세스를 제공합니다.

한 번 생성되도록 하려면 final을 사용하고, 개인 생성자는 인스턴스화되지 않도록 합니다. 공개 getInstance 메소드는 외부 액세스를 보장합니다. 다음은 배고픈 모드입니다:

public class Singleton {
  private static final Singleton instance = new Singleton();
   
  private Singleton() {}
   
  public static Singleton getInstance() {
    return instance;
  }
}

게으른 모드:

public class SingletonDemo {
    private static volatile SingletonDemo instance = null;
   
    private SingletonDemo() {    }
   
    public static SingletonDemo getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (SingletonDemo .class){
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonDemo ();
                }
           }
        }
        return instance;
    }
}

적용 가능한 시나리오 및 예시
1. Logger 클래스는 로그가 인쇄될 때마다 Logger 인스턴스가 생성되지 않도록 합니다.
2. 컨트롤 클래스, 일반적으로 전체 시스템에는 컨트롤 인스턴스가 하나만 있습니다.

특정 문제 및 구현
1. 스레드 안전성, 강력한 싱글톤 모드는 스레드로부터 안전해야 합니다.
2. 레이지 모드는 이중 잠금 메커니즘을 사용합니다.
3. Hungry 모드는 프로그램이 로드될 때 인스턴스화되는 정적 변수를 사용하여 인스턴스가 하나만 있도록 합니다.
4. 추상 팩토리와 팩토리 메서드는 일반적으로 하나의 팩토리만 있도록 싱글톤 모드로 설계됩니다.
5. 직렬화 및 역직렬화를 사용하면 여러 인스턴스가 생성되므로 이러한 상황을 피하려면 readResolve 함수를 사용하십시오. 그러나 직렬화는 사용하지 않는 것이 가장 좋습니다.

   public class Singleton implements Serializable {
...
  
// This method is called immediately after an object of this class is deserialized.
// This method returns the singleton instance.
protected Object readResolve() {
  return getInstance();
}
}

핵심사항
1. 멀티스레드 프로그램에서는 데이터 동기화에 주의하세요.
2. 여러 객체가 생성되는 것을 방지하려면 직렬화 시 readResolve 메서드를 사용하여 인스턴스를 반환하세요.
3. 여러 클래스 로더에 의해 로드되면 여러 인스턴스가 생성됩니다.

간단한 팩토리 패턴
동기부여
간단한 팩토리 패턴은 추상 팩토리와 팩토리 메소드의 기초이자 예비 구현입니다.

목적
1. 객체 인스턴스화 세부정보를 클라이언트에게 공개하지 마세요.
2. 공통 인터페이스를 통해 객체를 생성합니다.

구현

구현은 매우 간단합니다.
1. 클라이언트가 제품을 필요로 할 때 제품을 생성하는 데 새 제품을 사용하지 않습니다. 공장에 제품 설명을 제공합니다. 공장에서 새 제품을 제공하도록 합니다.
2. Factory는 클라이언트에 제품을 인스턴스화합니다.
3. 고객은 추상적인 제품을 사용하며 제품의 구체적인 구현에 관심이 없습니다.

예제
1. 도형을 그리는 프로그램. 모양은 제품 인터페이스이고 삼각형은 콘크리트 제품입니다. 공장을 생성한 후 고객의 설명에 따라 해당 제품을 생성할 수 있습니다. 하지만 새 모양을 추가할 때는 팩토리 클래스를 수정해야 합니다.

구체적인 문제 및 구현
1. 신제품 추가 시 공장을 수정해야 합니다.

public class ProductFactory{
  public Product createProduct(String ProductID){
    if (id==ID1)
      return new OneProduct();
    if (id==ID2) 
      return new AnotherProduct();
    ... // so on for the other Ids
      
    return null; //if the id doesn't have any of the expected values
  }
  ...
}

일반적으로 if 문을 통해 제품 설명을 판단하고 다른 제품을 인스턴스화하면 새로운 판단을 추가해야 합니다. 이 문제는 추상 팩토리 패턴을 통해 해결할 수 있습니다.

요약
1. 꼭 필요한 경우에만 팩토리 패턴을 사용하세요. 그렇지 않으면 프로그램의 복잡성만 증가할 뿐입니다. 예를 들어 여러 객체가 비슷한 기본 유형을 가지고 있는 경우 사용을 고려할 수 있습니다. 객체를 균일하게 생성하는 간단한 팩토리 패턴입니다.
2. 단순 팩토리에는 개방-폐쇄 원칙과 수정 폐쇄 원칙에 위배되는 판단 분기문이 많기 때문에 일부 고정 프로그램과 간단한 프로그램에는 단순 팩토리 모드를 사용하는 것이 좋습니다. 일부 복잡하고 필요에 따른 프로그램은 추상 팩토리 패턴이나 팩토리 메소드 패턴을 사용하여 확장되는 경우가 많습니다.

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