1: 싱글턴 패턴

싱글턴 패턴은 시스템에서 객체의 유일성을 보장하는 중요한 방법입니다. 이 패턴은 클래스의 생성자를 사적으로 설정하여 외부에서 해당 클래스의 인스턴스를 생성하지 못하게 하고, 전역적으로 유일한 메서드를 제공하여 사용자가 해당 클래스의 인스턴스를 얻도록 합니다.

지연 초기화(.LAZY) 방식 - 스레드 안전 X

지연 초기화 여부: 예 멀티스레드 안전성: 아니오 구현 난이도: 쉬움

이 방식은 가장 기본적인 구현으로, 멀티스레드 환경에서는 제대로 작동하지 않습니다. 동기화(synchronized)가 없으므로 엄밀히 말하면 싱글턴 패턴이라고 할 수 없습니다.

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

지연 초기화(LAZY) 방식 - 스레드 안전 O

지연 초기화 여부: 예 멀티스레드 안전성: 예 구현 난이도: 쉬움

이 방식은 멀티스레드 환경에서도 잘 작동하지만 성능이 다소 저하됩니다. 대부분의 경우에 동기화가 필요 없으나, 처음 호출될 때만 동기화 처리가 이루어집니다.

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

즉시 초기화(EAGER) 방식

지연 초기화 여부: 아니오 멀티스레드 안전성: 예 구현 난이도: 쉬움

클래스 로딩 시점에 이미 객체가 생성되기 때문에 멀티스레드 환경에서 안전합니다. 하지만 메모리 낭비가 발생할 수 있습니다.

public class Singleton {  
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
        return INSTANCE;  
    }  
}

더블 체킹 락(DCL)

JDK 버전: JDK 1.5 이상 지연 초기화 여부: 예 멀티스레드 안전성: 예 구현 난이도: 중간

처음 객체가 생성될 때만 잠시 동기화가 이루어지고 이후에는 동기화가 필요 없습니다.

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

2: 빌더 패턴

복잡한 객체를 단계적으로 구성하기 위해 사용되는 패턴입니다. 각 구성 요소와 조립 과정을 분리하여 객체를 순차적으로 생성합니다.

class Pizza {
    private String size;
    private boolean cheese;
    private boolean pepperoni;
    private boolean bacon;

    private Pizza(PizzaBuilder builder) {
        this.size = builder.size;
        this.cheese = builder.cheese;
        this.pepperoni = builder.pepperoni;
        this.bacon = builder.bacon;
    }

    public static class PizzaBuilder {
        private String size;
        private boolean cheese;
        private boolean pepperoni;
        private boolean bacon;

        public PizzaBuilder setSize(String size) {
            this.size = size;
            return this;
        }

        public PizzaBuilder addCheese() {
            this.cheese = true;
            return this;
        }

        public PizzaBuilder addPepperoni() {
            this.pepperoni = true;
            return this;
        }

        public PizzaBuilder addBacon() {
            this.bacon = true;
            return this;
        }

        public Pizza build() {
            return new Pizza(this);
        }
    }
}

Pizza pizza = new Pizza.PizzaBuilder()
    .setSize("대")
    .addCheese()
    .addPepperoni()
    .addBacon()
    .build();

3: 템플릿 메서드

부모 클래스에서 알고리즘의 골격을 정의하고, 자식 클래스에서 구체적인 동작을 재정의하여 다양한 기능을 구현하는 패턴입니다.

abstract class Game {
    abstract void initialize();
    abstract void startPlay();
    abstract void endPlay();

    public final void play() {
        initialize();
        startPlay();
        endPlay();
    }
}

class FootballGame extends Game {
    @Override
    void initialize() {
        System.out.println("축구 게임 초기화!");
    }

    @Override
    void startPlay() {
        System.out.println("게임 시작!");
    }

    @Override
    void endPlay() {
        System.out.println("게임 종료!");
    }
}

4: 프로토타입 패턴

새로운 객체를 만들 때 기존의 객체를 복제하여 새로운 객체를 생성하는 패턴입니다.

public class Prototype implements Cloneable {
    private String name;

    public Prototype(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}