C#으로 작성된 싱글턴

싱글턴은 같은 종류의 객체가 하나만 존재하도록 하고 다른 코드의 해당 객체에 대한 단일 접근 지점을 제공하는 생성 디자인 패턴입니다.

싱글턴은 전역 변수들과 거의 같은 장단점을 가지고 있습니다: 매우 편리하나 코드의 모듈성을 깨뜨립니다.

싱글턴에 의존하는 클래스를 다른 콘텍스트에서 사용하려면 싱글턴도 다른 콘텍스트로 전달해야 합니다. 대부분의 경우 이 제한 사항은 유닛 테스트를 생성하는 동안 발생합니다.

싱글턴에 대하여 더 자세히 알아보세요

복잡도:

인기도:

사용 사례들: 많은 개발자는 싱클턴을 안티패턴으로 간주합니다. 그래서 C# 코드에서의 사용이 감소하고 있습니다.

식별: 싱글턴은 같은 캐싱 된 객체를 반환하는 정적 생성 메서드로 식별될 수 있습니다.

기본 싱글턴

조잡한 싱글턴을 구현하는 것은 매우 쉽습니다. 생성자를 숨기고 정적 생성 메서드를 구현하기만 하면 됩니다.

같은 클래스는 다중 스레드 환경에서 잘못 작동합니다. 여러 스레드가 생성 메서드를 동시에 호출할 수 있으며 싱글턴 클래스의 여러 인스턴스를 가져올 수 있기 때문입니다.

Program.cs: 개념적인 예시

using System;

namespace RefactoringGuru.DesignPatterns.Singleton.Conceptual.NonThreadSafe
{
    // The Singleton class defines the `GetInstance` method that serves as an
    // alternative to constructor and lets clients access the same instance of
    // this class over and over.

    // EN : The Singleton should always be a 'sealed' class to prevent class
    // inheritance through external classes and also through nested classes.
    public sealed class Singleton
    {
        // The Singleton's constructor should always be private to prevent
        // direct construction calls with the `new` operator.
        private Singleton() { }

        // The Singleton's instance is stored in a static field. There there are
        // multiple ways to initialize this field, all of them have various pros
        // and cons. In this example we'll show the simplest of these ways,
        // which, however, doesn't work really well in multithreaded program.
        private static Singleton _instance;

        // This is the static method that controls the access to the singleton
        // instance. On the first run, it creates a singleton object and places
        // it into the static field. On subsequent runs, it returns the client
        // existing object stored in the static field.
        public static Singleton GetInstance()
        {
            if (_instance == null)
            {
                _instance = new Singleton();
            }
            return _instance;
        }

        // Finally, any singleton should define some business logic, which can
        // be executed on its instance.
        public void someBusinessLogic()
        {
            // ...
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // The client code.
            Singleton s1 = Singleton.GetInstance();
            Singleton s2 = Singleton.GetInstance();

            if (s1 == s2)
            {
                Console.WriteLine("Singleton works, both variables contain the same instance.");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("Singleton failed, variables contain different instances.");
            }
        }
    }
}

Output.txt: 실행 결과

Singleton works, both variables contain the same instance.

스레드로부터 안전한 싱글턴

이 문제를 해결하려면 싱글턴 객체를 처음 생성하는 동안 스레드들을 동기화해야 합니다.

Program.cs: 개념적인 예시

using System;
using System.Threading;

namespace Singleton
{
    // This Singleton implementation is called "double check lock". It is safe
    // in multithreaded environment and provides lazy initialization for the
    // Singleton object.
    class Singleton
    {
        private Singleton() { }

        private static Singleton _instance;

        // We now have a lock object that will be used to synchronize threads
        // during first access to the Singleton.
        private static readonly object _lock = new object();

        public static Singleton GetInstance(string value)
        {
            // This conditional is needed to prevent threads stumbling over the
            // lock once the instance is ready.
            if (_instance == null)
            {
                // Now, imagine that the program has just been launched. Since
                // there's no Singleton instance yet, multiple threads can
                // simultaneously pass the previous conditional and reach this
                // point almost at the same time. The first of them will acquire
                // lock and will proceed further, while the rest will wait here.
                lock (_lock)
                {
                    // The first thread to acquire the lock, reaches this
                    // conditional, goes inside and creates the Singleton
                    // instance. Once it leaves the lock block, a thread that
                    // might have been waiting for the lock release may then
                    // enter this section. But since the Singleton field is
                    // already initialized, the thread won't create a new
                    // object.
                    if (_instance == null)
                    {
                        _instance = new Singleton();
                        _instance.Value = value;
                    }
                }
            }
            return _instance;
        }

        // We'll use this property to prove that our Singleton really works.
        public string Value { get; set; }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // The client code.
            
            Console.WriteLine(
                "{0}\n{1}\n\n{2}\n",
                "If you see the same value, then singleton was reused (yay!)",
                "If you see different values, then 2 singletons were created (booo!!)",
                "RESULT:"
            );
            
            Thread process1 = new Thread(() =>
            {
                TestSingleton("FOO");
            });
            Thread process2 = new Thread(() =>
            {
                TestSingleton("BAR");
            });
            
            process1.Start();
            process2.Start();
            
            process1.Join();
            process2.Join();
        }
        
        public static void TestSingleton(string value)
        {
            Singleton singleton = Singleton.GetInstance(value);
            Console.WriteLine(singleton.Value);
        } 
    }
}