[Spring] Spring Framework - 핵심 원리 (25) - 싱글톤 방식의 주의점

싱글톤 방식의 주의점, 문제점 + 무상태(stateless), 상태 유지(stateful) + 공유 필드

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싱글톤 방식의 주의점

• 싱글톤 패턴이든, 스프링 같은 싱글톤 컨테이너를 사용하든, 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안 된다.
• 무상태(stateless)로 설계해야 한다.

1.  특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안 된다.
2.  특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안 된다.
3.  가급적 읽기만 가능해야 한다.
4.  필드 대신에 자바에서 공유되지 않는, 지역변수, 파라미터, TreadLocal 등을 사용해야 한다.

• 스프링 빈의 필드에 공유 값을 설정하면 정말 큰 장애가 발생할 수 있다.

 

코드를 통해서 예시를 한번 확인해보자. 먼저 StatefulService를 만들자.

public class StatefulService {

	private int price; //상태를 유지하는 필드
	
	public void order(String name, int price) {
		System.out.println("name =" + name + "price =" + price);
		this.price = price; //여기가 문제
	}
	
	public int getPrice() {
		return price;
	}
}

상황 : A사용자가 10000원을 주문하고, 금액을 조회하는 중간에 B사용자가 중간에 끼어들어서 10000원을 주문하는 상황.  그렇다면 price는?

public class StatufulServiceTest {
	
	@Test
	void statefulServiceSingleton() {
		AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
		StatefulService statefulService1 = ac.getBean(StatefulService.class);
		StatefulService statefulService2 = ac.getBean(StatefulService.class);
		
		//ThreadA : A 사용자 10000원 주문
		statefulService1.order("userA", 10000);
		//ThreadA : B 사용자 10000원 주문
		statefulService2.order("userA", 20000);
		
		//ThreadA : A 사용자 주문 금액 조회
		int price = statefulService1.getPrice();
		System.out.println("price =" + price);		
        
        Assertions.assertThat(statefulService1.getPrice()).isEqualTo(20000);
	}
	static class TestConfig {
		@Bean
		public StatefulService statefulService() {
			return new StatefulService();
		}
	}
}

결과는 20000원이 리턴된다. 그리고 검증까지 했을 때, 초록불이 뜬다. 이건 망한 서비스가 된다.

name =userAprice =10000
name =userAprice =20000
price =20000

 

 

왜냐하면, 같은 객체를 사용하고 있기 때문에,

(웹에서 요청이 오면, 각각 Thread가 할당이 되지만 같은 객체를 사용하고 있다.)

statefulService1에서 '10000원'을 주문하면, StatefulService의 'price'에 '10000원'이 되지만,

바로 statefulService2가 '20000원'을 주문하게 되면  'price'가 '20000원'이 된다.

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정리

• ThreadA가 사용자 A 코드를 호출하고, ThreadB가 사용자 B 코드를 호출한다 가정하자.
• StatefulService의 price 필드는 공유되는 필드인데, 특정 클라이언트가 값을 변경한다.
• 사용자 A의 주문금액은 10000원이 되어야 하는데, 20000원이라는 결과가 나왔다.
• 실무에서 이런 경우를 종종 보는데, 이로 인해 정말 해결하기 어려운 큰 문제들이 터진다.
• 진짜 공유 필드는 조심해야 한다!. 스프링 빈은 항상 무상태(Stateless)로 설계하자!

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간단하게, price를 지역변수로 사용해서 문제를 해결해보자. 

지역변수는 공유가 안되기 때문에, 원하는 값을 얻을 수 있다.

package hello.core.singleton;

public class StatefulService {

	public int order(String name, int price) { // void --> int
		System.out.println("name =" + name + "price =" + price);
		return price; // --> 지역변수로 사용
	}
}

public class StatufulServiceTest {
	
	@Test
	void statefulServiceSingleton() {
		AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
		StatefulService statefulService1 = ac.getBean(StatefulService.class);
		StatefulService statefulService2 = ac.getBean(StatefulService.class);
		
		//ThreadA : A 사용자 10000원 주문
		int userAPrice = statefulService1.order("userA", 10000);
		//ThreadA : B 사용자 10000원 주문
		int userBPrice = statefulService2.order("userV", 20000);
		
		//ThreadA : A 사용자 주문 금액 조회
		System.out.println("price =" + userAPrice);

	}
	static class TestConfig {
		@Bean
		public StatefulService statefulService() {
			return new StatefulService();
		}
	}
}

name =userAprice =10000
name =userVprice =20000
price =10000

 

멀티스레드(Multi Thread) 문제이기 때문에, 실무에서도 많이 발생할 수 있는 문제라고 한다.

꼭 잘 정리하자.