디자인 모드 에 세이 (2)

단일 모드
가장 간단 해 보이 지만 사용 하기 쉬 운 이 모델 은 이 모델 을 완전히 이해 하려 면 다 중 스 레 드 안전, 자바 메모리 모델 에 대해 깊 은 인식 을 가 져 야 하기 때 문 입 니 다.
 
가장 원시 적 인 실현 방식:
 

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

     public static Singleton  getInstance(){
            return instance;
     } 
}

 
이것 은 가장 간단 하고 생각 하기 쉬 운 실현 방식 이 며, 그것 도 확실히 정확하게 일 할 수 있다.그러나 클래스 가 초기 화 될 때 이 단일 대상 을 만 들 었 습 니 다. 사용자 가 이 대상 을 처음 요청 할 때 가 아 닙 니 다.완벽 을 추구 하 는 사람 에 게 는 용납 할 수 없 는 일이 다.그래, 그럼 '지연 구조' 로 바 꾸 자.
 

public class Singleton{
     
     private  static Singleton instance = null;

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

 
이렇게 하면 전자의 '자원 낭비' 문 제 를 해결 하 였 으 나 새로운 문 제 를 도입 하 였 다. getInstance () 는 분명히 첫 번 째 방문 할 때 만 대상 을 구성 할 수 있 고 다른 모든 호출 은 결 과 를 직접 되 돌려 주 는 것 이다. 그러면 여기 서 왜 전체 방법 을 동기 화 하려 고 합 니까?그야말로 '과도 한 동기 화' 다.so, 이어서 베 이 비 를 고 칩 니 다.
 

public class Singleton{
     
     private  static Singleton instance = null;

     public static Singleton  getInstance(){
            if(instance == null) {
                  synchoronized(Singleton.class){
                          instance = new Singleton();
                  }
            }
            return instance;
     } 
}

이 코드 는 문 제 를 해결 한 것 처럼 보이 지만 실제로는 정상적으로 일 할 수 없다.그러나 이전 코드 와 는 본질 적 인 차이 가 없다.예 를 들 어 스 레 드 A 는 getInstance () 를 먼저 호출 합 니 다. 이때 intance 는 null 이 고 동기 화 블록 에 들 어가 서 Singleton 인 스 턴 스 를 만 들 려 고 합 니 다.이 때 스 레 드 B 는 getInstance () 를 호출 합 니 다. 이 때 인 스 턴 스 는 null 이 므 로 if 구문 에 들 어가 동기 화 블록 에 들 어 갈 때 까지 기 다 립 니 다.그래서 겉 으로 는 단일 모델 이 고 실제 적 으로 모든 스 레 드 는 각자 의 대상 을 가진다.다음 에 다음 과 같이 고 칩 니 다.
 

public class Singleton{
     
     private  static Singleton instance = null;

     public static Singleton  getInstance(){
            if(instance == null) {
                  synchoronized(Singleton.class){
                          if(instance == null) {
                                  instance = new Singleton();
                          }
                  }
            }
            return instance;
     } 
}

 
매번 구 조 를 하기 전에 한 번 판단 을 하면 되 겠 지.그러나 이 코드 는 정상적으로 작 동 하지 않 는 다.이 중 에는 자바 의 유명한 DCL 실효 문제 가 언급 되 어 있다.
 
자바 의 스 레 드 동기 화 는 한 스 레 드 B 가 다른 스 레 드 A 의 처리 결 과 를 볼 수 있 도록 보장 합 니 다. 그러나 하나의 전 제 는 A 와 B 가 같은 대상 에서 동기 화 를 유지 해 야 한 다 는 것 입 니 다.

 
또한 자바 프로그램의 실행 은 반드시 소스 코드 의 순서에 따라 실행 되 는 것 이 아니 라 명령 을 거 쳐 재 배열 등 최적화 될 수 있 습 니 다.자바 컴 파일 러 와 가상 컴퓨터 에 대한 요 구 는 'as - if - serial' 입 니 다. 즉, 엄격 한 순서 로 실 행 될 때의 효과 와 마찬가지 로 명령 이 실 행 된 우선 순 서 를 마음대로 배정 할 수 있 습 니 다.
 
따라서 위의 코드 에 대해 이러한 가능성 이 존재 합 니 다. 스 레 드 A 는 getInstance () 를 호출 합 니 다. 이때 instance 는 null 이 고 동기 블록 구조 에 들 어가 싱글 톤 인 스 턴 스 를 만 듭 니 다.인 스 턴 스에 메모 리 를 할당 하 였 으 나 초기 화 되 지 않 았 을 때 스 레 드 B 는 getInstance () 를 호출 하 였 습 니 다. 이때 인 스 턴 스 가 NULL 이 아니 라 고 판단 하여 인 스 턴 스 로 직접 돌아 가 예측 할 수 없 는 결 과 를 가 져 올 수 있 습 니 다.
 
그렇다면 단일 모델 을 실현 할 수 있 는 더 좋 은 방법 은 무엇 일 까?
JAVA 5 이후 버 전 을 사용한다 면 인 스 턴 스 변 수 를 volatile 로 설정 할 수 있 습 니 다.자바 5 이후 volatile 의 의 미 를 변경 하 였 습 니 다.java 5 이전 volatile 의 의 미 는 다음 과 같다.
 
while the JMM prevents writes to volatile variables from being reordered with respect to one another and ensures that they are flushed to main memory immediately,
it still permits reads and writes of volatile variables to be reordered with respect to nonvolatile reads and writes.
 
자바 5 이전에 volatile 을 사용 한 실현 방식 은 여전히 병발 오류 가 있 을 수 있 음 을 알 수 있다.java 5 이후 volatile 변수의 읽 기와 쓰기 동작 은 synchoronized 와 같은 의 미 를 가지 기 때문에 라인 의 안전 을 확보 할 수 있 습 니 다.하지만 이렇게 하면 효율 은 synchoronized 와 별 차이 가 없다.
 
또 다른 더 좋 은 방법 은 다음 과 같다.
 

public class Singleton{

    static Class  SingletonHolder {

            static Singleton instance = new Singleton();
    }

     public static Singleton  getInstance(){
            return SingletonHolder.instance;
     } 
}

 
방법 을 바 꾸 어 '자바 의 내부 류 는 그 를 처음 사용 할 때' 라 는 특성 을 교묘 하 게 이용 하여 효율 을 확보 할 뿐만 아니 라 동기 화 비용 도 피 했다.