[디자인 패턴] 싱글턴
게임 프로그래밍 패턴 더 빠르고 깔끔한 게임 코드를 구현하는 13가지 디자인 패턴을 참고하여 작성하였습니다.
싱글턴 패턴은 오직 한 개의 객체(Instance)만 갖도록 보장하며, 어디서든 접근할 수 있는 전역 접근점을 제공하는 기법이다.
구현
아래 내용은 싱글턴 패턴을 구현하기 위한 예시를 보여준다. 디자인 패턴은 코드가 아닌 패턴이기 때문에 넘겨주는 매개변수, 사용하는 데이터의 종류는 상관이 없다. 전체적인 프로그램의 구조만 같으면 똑같은 패턴이다.
전체 구현 코드는 깃허브에서 확인할 수 있다.
Singleton Class
Singleton 클래스의 생성자를 private 하게 선언하여, 외부에서 싱글턴 객체의 생성을 방지한다. 전역적인 접근을 위해 instance() 함수를 제공하며, 이 함수 안에서 nullptr을 체크한 후 객체의 생성이 이루어진다, 단 하나의 객체(Instance)를 갖기 위해 Singleton* 타입의 전역 변수를 private 하게 가지고 함수를 통해서 객체에게 접근할 수 있도록한다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
class Singleton {
Singleton() {}
static Singleton* _instance;
public:
static Singleton* instance() {
if (_instance == nullptr)
_instance = new Singleton();
return _instance;
}
};
장점
어디에서나 접근할 수 있다.
인스턴스가 오직 하나이기 때문에 데이터 저장이 단순해진다.
처음 사용될 때 초기화(게으른 초기화 라고도 부른다)를 하기 때문에 CPU 사용량에 도움이 되고, 필요로 하는 정보가 준비될 수 있는 시간이 주어진다.
상속을 통해 파생 클래스 타입에 따라 구체화된 클래스를 만들 수 있다.
단점
- 전역 변수로써 사용된다
- 어디서나 접근 가능하기 때문에 디버깅 시에 고쳐야할 코드의 위치를 찾기 힘들다.
- 어느 인스턴스든 접근 가능하기 때문에 객체 간 결합도(커플링, Coupling)가 커진다.
- 멀티스레드와 같은 동시성 프로그래밍 시에 전역변수는 경쟁 상태(Race Condition)를 쉽게 만들고 동기화를 어렵게 한다.
- [한 개의 인스턴스 / 전역 접근] 두 가지 기능을 강제한다. 전역 접근만을 원할 때는 싱글턴 패턴 외에 다른 대안이 존재한다.
- 적절한 초기화 시간을 찾아 제어해야 한다.