[CS] 디자인 패턴, 싱글톤 패턴 + CPU, I/O bound

디자인 패턴

- 프로그램을 설계 시 발생했던 문제점들을 객체 간의 상호 관계 등을 이용하여 해결할 수 있도록 규약 형태로 정해둔 것

  (라이브러리, 프레임워크 등을 만들 때 어떻게 모듈화할지 등)

- ex) 스프링, 리액트, 뷰 등도 디자인 패턴에 근거하여 만들어졌다.

 

라이브러리 vs 프레임워크

라이브러리	프레임워크
공통을 사용될수 있는 특정 기능들을 모듈화
폴더명, 파일명 등에 대한 규칙 X(비교적 자유롭다.)	폴더명, 파일명 등에 대한 규칙 O(비교적 엄격하다.)
내가 도구를 직접 컨트롤하여 사용 ex) 가위	도구를 이용하긴 하지만 직접적인 컨트롤은 못함 ex) 전기톱

 

싱글톤 패턴

- 하나의 클래스에 오직 하나의 인스턴스만 가지는 패턴

- 데이터베이스 연결 모듈(I/O 바운드)에 자주 사용된다.

  -> 디비에 대한 인스턴스를 하나 만들어서 연결해놓고 그 인스턴스에 여러 모듈을 연결해서 쿼리를 날리는 식

장점	단점
하나의 인스턴스를 생성하기 때문에 비용이 줄어든다. -> 하나의 인스턴스를 만들고 다른 모듈들이 공유하며 사용하기 때문	하나의 인스턴스를 생성하기 때문에 의존성이 높아진다.
	TDD(Test Driven Development) -> 단위 테스트를 주로 하는데, 단위 테스트의 경우 서로가 독립적이어야 하고 테스트를 어떤 순서로든 실행할 수 있어야한다. 하지만 싱글톤 패턴은 하나의 인스턴스를 기반으로 구현하는 패턴이므로 테스트마다의 독립적인 인스턴스를 만들기 어렵다.

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 I/O 바운드관련 정리

 

CPU(Central Processing Unit)

• 프로세스의 명령어를 해석하고 실행하는 장치

I/O(Input/Output)

• 파일을 읽고 쓰거나 네트워크의 어딘가와 데이터를 주고받는 것, 입출력 장치와 데이터를 주거나 받는 것

Burst

• 어떤 현상이 짧은 시간 안에 집중적으로 일어나는 일

CPU 버스트

• 프로세스가 CPU에서 한번에 연속적으로 실행되는 시간

I/O 버스트

• 프로세스가 I/O 작업을 요청하고 결과를 기다리는 시간

→ 프로세스의 인생은 CPU 버스트와 IO 버스트의 연속

 

CPU bound 프로세스

• CPU 버스트가 많은 프로세스(IO 버스트는 조금)
• ex) 동영상 편집 프로그램(영상 인코딩), 머신러닝 프로그램

CPU 바운드 프로세스

IO 바운드 프로세스

• IO 버스트가 많은 프로세스
• ex) (일반적인) 백엔드 API 서버

I/O 바운드 프로세스