[Android] 싱글톤(Singleton) 패턴 개념 및 예시, object, companion object

 

 

 

 

 

 

 

 

🤔 싱글톤 패턴?

 

출처: Medium (https://medium.com/@Prachi-Jamdade/singleton-design-pattern-in-android-explained-5c46f6cd3448)

 

• 싱글톤 패턴은 객체지향 프로그래밍에서 사용되는 디자인 패턴 중 하나이다.
• 이 패턴은 특정 클래스의 인스턴스(객체)를 오직 하나만 생성하도록 보장한다.
  따라서 해당 클래스의 객체를 여러 곳에서 공유하여 사용할 수 있다.
• 안드로이드나 Kotlin에서의 "객체화"는 객체를 생성하는 과정을 의미한다. 즉, 클래스를 기반으로하여 실제 메모리에 올라가는 인스턴스를 생성하는 것을 말한다. 이 때, 싱글톤 패턴을 사용한다면 해당 클래스의 객체는 오직 한 번만 생성되며, 이후에는 이미 생성된 객체를 계속해서 사용하게 된다. 따라서 여러 곳에서 해당 객체를 필요로 할 때마다 새로운 객체를 생성하는 것이 아니라 이미 생성된 객체를 사용하게 된다.

 

 

 

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🖥️ 일반적인 구현과 싱글톤의 차이

 

싱글톤 구현 O

object Singleton {
    init {
        println("Singleton instance created")
    }
    
    fun doSomething() {
        println("Singleton is doing something")
    }
}

fun main() {
    // Singleton 객체에 접근
    Singleton.doSomething()
    Singleton.doSomething()
}

// Singleton instance created
// Singleton is doing something
// Singleton is doing something

• 이 코드에서는 Singleton 클래스가 싱글톤으로 정의되어있다.
• Singleton 클래스의 인스턴스는 object 키워드를 사용하여 정의되었다.
• main 함수에서 Singleton.doSomething()을 두 번 호출했을 때, "Singleton instance created"가 한 번만 출력되고, "Singleton is doing something"은 두 번 출력된다. 이는 Singleton 클래스의 인스턴스가 한 번만 생성되었기 때문이다.

 

싱글톤 구현 X

class NormalClass {
    init {
        println("NormalClass instance created")
    }
    
    fun doSomething() {
        println("NormalClass is doing something")
    }
}

fun main() {
    // 두 번의 객체 생성
    val instance1 = NormalClass()
    val instance2 = NormalClass()
    
    instance1.doSomething()
    instance2.doSomething()
}

// NormalClass instance created
// NormalClass instance created
// NormalClass is doing something
// NormalClass is doing something

• 싱글톤을 구현하지 않고, 여러 번 인스턴스를 생성하는 코드이다.
• 이 코드에서는 NormalClass라는 일반 클래스를 정의하고,
  main 함수에서 두 번의 객체를 생성하고 각각의 doSomething() 함수를 호출한다.
• 실행 결과를 보면 "NormalClass instance created"가 두 번 출력되고,
  "NormalClass is doing something"도 두 번 출력된다.
• 이는 NormalClass의 객체가 두 번 생성되었기 때문이다.

이 두 예시를 통해 싱글톤 패턴과 일반적인 클래스의 차이를 확인할 수 있다.

 

 

 

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🤔 object? 

코틀린에서 클래스를 정의하는 키워드는 class이지만, 간혹 object 키워드로 클래스 정의하는 경우를 볼 수 있다. object로 클래스를 정의하면, 싱글톤(Singleton) 패턴이 적용되어 객체가 한번만 생성되도록 한다. 자바에서는 싱글톤 패턴을 적용하기 위해 꽤 많은 코드를 작성해야 하지만, 코틀린에서는 object를 사용하면 이런 형식적인 코드(boilerplate)를 작성하지 않아도 바로 싱글턴을 구현할 수 있다. 싱글톤으로 사용하는 방법 외에도, object는 익명객체를 생성할 때도 사용된다.

 

object를 사용하는 경우

• 싱글턴 클래스로 만들 때
• 익명 클래스 객체를 생성할 때

 

특징

• 싱글톤 인스턴스 생성
  object를 사용하여 클래스를 정의하면 컴파일러가 해당 클래스의 싱글톤 인스턴스를 생성한다. 이 인스턴스는 프로그램 전체에서 공유되며, 어디서든 동일한 인스턴스에 접근할 수 있다.
• 클래스 정의와 인스턴스 생성을 동시에
  object를 사용하여 클래스를 정의하면서 동시에 해당 클래스의 인스턴스를 생성할 수 있다. 이를 통해 인스턴스 생성에 필요한 번거로운 작업을 피할 수 있다.
• 정적 메서드와 프로퍼티를 포함할 수 있음
  object는 클래스와 마찬가지로 메서드, 프로퍼티, 초기화 블록을 포함할 수 있다. 이를 통해 싱글톤 인스턴스에 대한 동작을 정의할 수 있다.
• 익명 클래스로 사용 가능
  object를 사용하여 익명 클래스를 정의할 수 있다. 이는 클래스의 정의와 동시에 해당 클래스의 인스턴스를 생성하면서, 이를 변수에 할당하여 익명 클래스처럼 사용할 수 있다.

 

 

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🤔 companion object?

class MyClass {
    companion object {
        fun companionMethod() {
            println("Companion method")
        }
    }

    object Singleton {
        fun singletonMethod() {
            println("Singleton method")
        }
    }
}

fun main() {
    MyClass.companionMethod() // companion method 호출, 클래스 인스턴스 생성 없이 호출
    MyClass.Singleton.singletonMethod() // singleton method 호출
}

// companion object에는 클래스와 관련된 정적 멤버인 companionMethod()가 정의되어 있고,
// object에는 클래스의 싱글톤 인스턴스인 Singleton이 정의되어 있음

 

위에서 말했듯, 싱글톤을 구현하는 가장 일반적인 방법은 Kotlin에서 object 키워드를 사용하는 것이다. object를 사용하면 클래스를 정의하면서 동시에 해당 클래스의 싱글톤 인스턴스를 생성할 수 있다. 이는 매우 간편하며, Kotlin에서 권장되는 방식이다.

하지만, 때에 따라서 companion object를 사용하여 싱글톤을 구현하기도 한다. companion object는 클래스 내부에 선언되며, 해당 클래스의 인스턴스와 관련된 작업을 수행하는데 사용된다. 따라서 companion object를 사용하여 싱글톤을 구현하면 클래스 내부에서 싱글톤 인스턴스를 관리할 수 있다.

어느 방법을 선택할지는 상황에 따라 다를 수 있다. 보통은 object를 사용하여 싱글톤을 구현하는 것이 더 간단하고 직관적이다. 하지만 클래스 내부에서 추가적인 로직이 필요하거나 인터페이스를 구현해야 할 때는 companion object를 사용하여 싱글톤을 구현하는 것이 더 적합할 수 있다.

 

차이점 정리

object:

• object는 클래스의 인스턴스를 정의하면서 동시에 해당 클래스의 싱글톤 인스턴스를 생성한다.
• 클래스의 이름을 사용하여 해당 싱글톤 인스턴스에 접근한다.
• object 내부에는 메서드, 프로퍼티, 초기화 블록 등을 포함할 수 있다.
• 클래스 내부가 아닌 전역적인 공간에서 사용된다.

companion object:

• 클래스 내부에 선언되는 특별한 객체로, 해당 클래스의 인스턴스와 관련된 정적 멤버들을 정의할 때 사용된다.
• 클래스의 이름을 통해 접근할 수 있다.
• companion object 내부에는 메서드, 프로퍼티, 초기화 블록 등을 포함할 수 있다.
• 클래스 내부에서만 사용되며, 클래스의 인스턴스와 관련된 동작을 구현할 때 주로 활용된다.

 

정리하자면 object는 클래스의 인스턴스를 생성하지만, companion object는 클래스 내부에서 해당 클래스의 인스턴스와 관련된 정적 멤버를 관리한다. object는 전역적인 싱글톤 인스턴스를 생성하고, companion object는 클래스 내부의 정적 멤버를 관리하는데 사용된다.