item 83 지연 초기화는 신중히 사용하라

ITEM 83 지연 초기화는 신중히 사용하라

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지연 초기화(lazy initialization)는 필드의 초기화 시점을 그 값이 처음 필요할 때까지 늦추는 기법이다

• 값이 전혀 쓰이지 않으면 초기화도 결코 일어나지 않는다
• 이 기법은 정적 필드와 인스턴스 필드 모두에 사용할 수 있다
• 지연 초기화는 주로 최적화 용도로 쓰이며 클래스와 인스턴스 초기화 때 발생하는 위험한 순환 문제를 해결하는 효과도 있다
• 다른 모든 최적화와 마찬기로 필요할 때까지는 하지 않는게 좋으며 지연초기화는 양날의 검이다
  • 클래스 혹은 인스턴스 생성시 초기화 비용은 줄지만 그 대신 지연 초기화하는 필드에 접근하는 비용은 커진다
  • 지연 초기화하려는 필드 중 결국 초기화가 이뤄지는 비율, 실제 초기화에 드는 비용, 초기화된 각 필드를 얼마나 빈번히 호출 하느냐에 따라 지연초기화가 실제로는 성능을 느려지게 할 수도 있다

지연 초기화가 필요한 경우

• 위와 같은 문제점이 있지만 지연 초기화가 필요한 경우가 있다
• 해당 클래스의 인스턴스 중 그 필드를 사용하는 인스턴스의 비율이 낮지만 그 필드를 초기화 하는 비용이 크다면 지연 초기화가 제 역할을 해줄것이다
  • 정말 위 조건을 만족하는지 알아보려면 지연초기화 적용 전 후의 성능을 측정하여 비교해봐야한다

멀티스레드 환경에서는 지연 초기화를 하기가 까다롭다

• 지연 초기화하는 필드를 둘 이상의 스레드가 공유한다면 어떤 형태든 반드시 동기화해야 한다
  • 아니면 심각한 버그가 발생할 수 있다

대부분의 상황에서 일반적인 초기화가 지연 초기화보다 낫다

인스턴스 필드를 초기화 하는 일반적인 방법
private final FieldType field = computeFieldValue();

지연 초기화가 초기화 순환성(initialization circularity)을 깨뜨릴 것 같으면 synchronized를 단 접근자를 사용하자 이게 가장 간단하고 명확하다

인스턴스 필드의 지연 초기화 - synchronized 접근자 방식
private FieldType field;

private synchronized FieldType getField() {
  if (field == null)
    field = computeFieldValue();
  return field;
}

두 관용구는 정적 필드에도 똑같이 적용된다
(물론 필드와 접근자 메서드 선언에 static 한정자를 추가해야 한다)

성능 때문에 정적 필드를 지연 초기화해야 한다면 지연 초기화 홀더 클래스(lazy initialization holder class) 관용구를 사용하자

• 클래스는 클래스가 처음 쓰일 때 비로소 초기화 된다는 특성을 이용한 관용구다

성능 때문에 인스턴스 필드를 지연 초기화해야 한다면 이중검사(double-check) 관용구를 사용하라

• 이 관용구는 초기화된 필드에 접근할 때의 동기화 비용을 없애준다
• 이름에서 알 수 있듯이 필드의 값을 두 번 검사하는 방식이며 한번은 동기화 없이 검사, 필드가 아직 초기화 되지 않았다면 두번째는 동기화해서 검사한다
  • 두번째 검사에도 필드가 초기화되지 않았을 때만 필드를 초기화 한다
  • 필드가 초기화된 후로는 동기화를 안하기 때문에 해당 필드는 반드시 volatile로 선언해야 한다
• 이중 검사에는 두가지 변종이 있다
  • 단일검사 관용구
    • 가끔 반복해서 초기화해도 상관없는 인스턴스 필드를 지연 초기화해야 하는 경우가 있는데 이런 경우 이중검사에서 두 번째 검사를 생략 할 수 있다
  • 짜릿한 단일검사 관용구
    • 모든 스레드가 필드의 값을 다시 계산해도 되며 필드의 타입이 long과 double을 제외한 다른 기본 타입이면 단일검사의 필드 선언에서 volatile 한정자를 없애도 된다
    • 어떤 환경에서는 필드 접근 속도를 높여 주지만 초기화가 스레드당 최대 한 번 더 이뤄질 수 있으며 거의 안 쓴다

대부분의 필드는 지연시키지 말고 곧바로 초기화해야 한다

성능 때문에 혹은 위험한 초기화 순환을 막기 위해 꼭 지연 초기화를 써야 한다면 올바른 지연 초기화 기법을 사용하자

인스턴스 필드에는 이중검사 관용구를 정적 필드에는 지연 초기화 홀더 클래스 관용구를 사용하자

반복해 초기화해도 괜찮은 인스턴스 필드에는 단일검사 관용구도 고려하자