[디자인 패턴] 싱글톤 패턴이란? (iOS - Singleton Design Pattern) + 의존성 주입 (DI)

 

 

⠇ 싱글톤 패턴 (Singleton Pattern)

• 하나의 클래스에 하나의 인스턴스만 가지는 패턴
• 데이터베이스 연결 모듈에 많이 사용됨
• iOS 에서도 많이 적용되는 중요한 디자인 패턴 중 하나
• 여러 파일에서 동일한 객체를 활용해야 하는 경우, 싱글톤 패턴을 떠올리자

 

• 싱글톤 패턴 -> 객체가 생성되면 임의로 메모리에서 해제하지 않는 이상 프로그램이 끝날 때까지 메모리에 유지됨
• 프로젝트 내에서 객체를 하나만 생성하여 공용으로 사용하는 경우 활용

// Shared URL Session
let sharedURLSession = URLSession.shared

// Default File Manager
let defaultFileManager = FileManager.default

// Standard User Defaults
let standardUserDefaults = UserDefaults.standard

// Default Payment Queue
let defaultPaymentQueue = SKPaymentQueue.default()

let screen = UIScreen.main
let useDefault = UserDefaults.standard
let application = UIApplication.shared
let fileManager = FileManager.default
let notification = NotificationCenter.default

 

 

 

 

# 프로젝트에서 활용한 예시 코드들 

# TARS - SPACEOVER: https://github.com/DeveloperAcademy-POSTECH/MacC-Team-TARS

GitHub - DeveloperAcademy-POSTECH/MacC-Team-TARS: 시각장애인이 우주를 경험할 수 있는 앱

class LocationManager: NSObject, CLLocationManagerDelegate {
    static let shared = LocationManager()
    weak var delegate: LocationManagerDelegate?

    private let locationManager = CLLocationManager()
    private var location: CLLocation?
    private var isLocationUpdated: Bool = false

    override init() {
        super.init()
        locationManager.delegate = self
    }

class AudioManager {
    static let shared = AudioManager()
    var audioPlayer: AVAudioPlayer?
    
    init() {}

Hint - static let shared

 

 

 

 

싱글톤 패턴의 장단점

• 하나의 인스턴스를 생성하여 공유 -> 생성 비용이 줄어든다
• But 의존성이 높아진다는 단점
  • TDD (Test Driven Development) 테스트 주도 개발 시 문제
    • 단위 테스트 - 테스트가 서로 독립적이어야 한다.
    • 하나의 인스턴스를 기반으로 구현 -> 테스트마다 독립적인 인스턴스 생성이 어렵다
  • 의존성 주입 (DI, Dependency Injection)
    • 싱글톤 패턴은 쉽고 실용적이나, 모듈 간의 결합을 강하게 한다. 
    • 의존성 주입을 통해 모듈 간의 결합을 느슨하게 만들어 해결할 수 있다.
    • 메인 모듈 -> 의존성 주입자가 가로챔 -> 메인 모듈은 하위 모듈에 대한 의존성이 떨어지게 된다 (디커플링 된다)
    • 의존성 주입 원칙: 상위 모듈은 하위 모듈에서 어떠한 것도 가져오지 않아야 한다 / 둘 다 추상화 원칙에 의존해야 하며, 이때 추상화는 세부 사항에 의존하지 말아야 한다.

 

 

 

의존성 주입에 대해 더 알아보기

• Dependency Injection means giving an objects its instance variable. Really. That's it - James Shore
• 의존성 주입이란, 객체 간 결합을 느슨하게 하기 위하여, 특정 객체의 속성을 자신이 아닌 다른 객체가 초기화하는 것
• 느슨한 결합 -> 주입받는 속성의 타입을 프로토콜로 생성 -> 테스트가 용이해지고, 의도가 명확한 코드

 

• 의존 관계는 한 클래스가 다른 클래스에서 제공하는 기능을 사용할 때 발생 !
• 프로토콜 활용 - 모든 기능이 아니라, 필요한 제한된 기능만을 제공받을 수 있어 불필요한 코드 확장이 없어짐
• 의존성 주입의 장점: 책임이 좀 더 명확해진 클래스를 얻을 수 있다. 어떤 의존 관계와 요구사항이 있는지 수월하게 확인 가능
  Testable 한 클래스를 얻게 된다. Protocol type으로 받을 시 쉽게 Mock 오브젝트로 대체할 수 있기 때문
  관심사의 분리 원칙을 잘 지킬 수 있다 -> 더 이상 의존 관계의 객체의 초기화에 직접 관여할 필요가 없음
  프로토콜을 사용한 의존성 주입 -> 결합도를 줄이고, 주입된 객체의 책임을 명확히 할 수 있다
  
• Do not depend on Concretion, Depend on Abstraction

 

 

 

# 싱글톤 패턴

import StreamChat
import UIKit

/// 1: Extend the `ChatClient` class.
extension ChatClient {

    /// 2: Add a `shared` static variable of its own type.
    static var shared: ChatClient!
}

@main
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {
    func application(
        _ application: UIApplication,
        didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?
    ) -> Bool {
        /// 3: Create a `Token` and `TokenProvider`.
        let token = Token("[jwt token]")
        let tokenProvider = TokenProvider.static(token)

        /// 4: Create a `ChatClientConfig` with the API key.
        let config = ChatClientConfig(apiKeyString: "[api_key]")

        /// 5: Set the shared `ChatClient` instance with the config and the token provider.
        ChatClient.shared = ChatClient(config: config, tokenProvider: tokenProvider)

        return true
    }
}

 

 

 

# 위의 코드에 의존성 주입 DI 적용

import StreamChat
import UIKit

class SceneDelegate: UIResponder, UIWindowSceneDelegate {
    var window: UIWindow?

    func scene(
        _ scene: UIScene,
        willConnectTo session: UISceneSession,
        options connectionOptions: UIScene.ConnectionOptions
    ) {
        guard let scene = (scene as? UIWindowScene) else { return }

        /// 1: Get the reference to the initial view controller
        let viewController = window?.rootViewController as? ViewController

        /// 2: Create a `ChatClientConfig` with the API key.
        let config = ChatClientConfig(apiKeyString: "[api_key]")

        /// 3: Create a `ChatClient` instance with the config and the tokenProvider.
        let chatClient = ChatClient(config: config, tokenProvider: tokenProvider)

        /// 4: Inject the `ChatClient` object into your `ViewController`.
        viewController?.chatClient = chatClient
    }
}

 

 

 

 

싱글톤 패턴의 사용 예시

• Node.js 에서 MongoDB 연결시 활용하는 mongoose 모듈
• Node.js 에서 MySQL 연결시에도 싱글톤 패턴이 사용됨
• iOS 코드 구석구석 정말 많이 사용됨 (위의 예시들)

 

 

 

출처

• 면접을 위한 CS 전공지식노트 - 주홍철
• https://woozzang.tistory.com/137
• https://velog.io/@sso0022/iOS-Singleton-Pattern
• https://getstream.io/blog/singleton-dependency-injection-in-swift/
• https://jiseok-zip.tistory.com/entry/iOS싱글톤-패턴Singleton-Pattern

 

Singleton vs Dependency Injection in Swift