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Folly Code Review · 54/89

folly::SingletonVault 분석 — 등록·소멸·의존성

· Hawk · 4분 읽기

#한 줄 요약

folly::SingletonVault는 process 안 모든 folly::Singleton<T>registry다. 등록 순서를 추적하고, 의존성 그래프를 토대로 역순 소멸을 보장한다. fork 훅과 eager init 옵션도 관리한다. main에서 한 번의 registrationComplete()로 라이프사이클이 활성화된다.

#동기 — singleton들의 관제탑

개별 singleton이 자기만 잘 관리해서는 부족하다. 시스템에 있는 모든 singleton이 다음을 만족해야 한다.

  • 등록 순서 추적 (역순 소멸을 위해).
  • 의존성 그래프 (A가 B를 쓰면 A를 먼저 죽임).
  • shutdown 시그널 한 곳에서 일괄 처리.
  • fork 직전 모든 mutex 정리.

singleton 한 객체 안에 이걸 다 두면 전역 상태가 흩어진다. vault라는 중앙 객체에 모은다.

#구조

class SingletonVault {
// 등록된 모든 singleton (type → entry)
folly::F14FastMap<TypeDescriptor, std::shared_ptr<SingletonHolderBase>> singletons_;
// 등록 순서 (역순 소멸용)
std::vector<TypeDescriptor> creationOrder_;
// 라이프사이클 상태
enum class State { Running, Quiescing, Dead };
std::atomic<State> state_;
// pthread_atfork 훅 등록 여부
bool atForkInstalled_;
};

전역 instance.

static SingletonVault* SingletonVault::singleton(...);

folly::Singleton<T> 생성자가 vault에 자기를 등록한다.

#등록 — TU-level static

template <typename T>
class Singleton {
Singleton() {
SingletonVault::singleton()->registerSingleton(
TypeDescriptor::create<T>(), holder_);
}
};
namespace {
folly::Singleton<Database> kDatabase; // ← 이 시점에 vault에 등록됨
}

전역/네임스페이스-static singleton은 main 진입 전에 생성자가 호출되며 vault에 등록된다. 등록 순서가 vector에 차곡차곡 쌓인다.

#registrationComplete

int main() {
folly::SingletonVault::singleton()->registrationComplete();
...
}

이 호출 전에는 try_get이 항상 nullptr. 의도는 두 가지.

  1. 모든 등록이 끝났다는 확정. 이후 새 등록을 거부할 수 있다.
  2. eager singleton 일괄 초기화. shouldEagerInit()로 표시된 singleton을 즉시 생성.

이 호출 전후의 상태가 명확히 분리되므로, 의존성 사이클이 있으면 여기서 진단하기 쉽다.

#eager vs lazy

// lazy (default) — 첫 try_get 시 생성
folly::Singleton<Foo> kFoo;
// eager — registrationComplete에서 생성
folly::Singleton<Foo> kFoo = folly::Singleton<Foo>().shouldEagerInit();
모드생성 시점장점단점
lazyfirst try_getstartup 빠름, 안 쓰면 안 만듦첫 호출자가 비용 부담
eagerregistrationComplete핫패스 일정startup 느림

핫패스에서 자주 쓰는 singleton은 eager가 좋다. 가끔 쓰는 admin tool은 lazy.

#destroyInstances — 역순 소멸

void destroyInstances() {
state_ = State::Quiescing;
// creationOrder_를 역순으로 소멸
for (auto it = creationOrder_.rbegin(); it != creationOrder_.rend(); ++it) {
auto& holder = singletons_[*it];
holder->destroyInstance();
}
state_ = State::Dead;
}

핵심.

  • 등록 순서 = 의존성 순서(A가 B를 쓰면 B가 먼저 등록되어 있어야 try_get이 안전).
  • 소멸은 그 역순.
  • 소멸 중 다른 singleton try_get은 차단(State::Quiescing).

shared_ptr가 외부에 풀려 있으면 destroyInstance가 reference count를 떨어뜨릴 뿐, 실제 destroy는 마지막 shared_ptr이 사라질 때. race-free.

#fork 훅

// vault 초기화 시 한 번
pthread_atfork(
/*prepare*/ []{ vault->lockAllSingletons(); },
/*parent*/ []{ vault->unlockAllSingletons(); },
/*child*/ []{ vault->reenableInstances(); }
);

prepare에서 모든 singleton 내부 mutex를 잡고, child에서 reset. fork 후 child에서 첫 try_get이 deadlock 없이 진행.

#코드 리뷰 포인트

#1. shouldEagerInit 결정

// 핫패스에서 자주 쓰면
folly::Singleton<Cache> kCache = folly::Singleton<Cache>().shouldEagerInit();
// 가끔만 쓰면 lazy
folly::Singleton<DebugTool> kDebug;

production에선 거의 모두 eager가 무난. lazy는 first request의 P99 latency를 망친다.

#2. test에서 vault reset

class MyTest : public ::testing::Test {
void SetUp() override {
folly::SingletonVault::singleton()->destroyInstances();
folly::SingletonVault::singleton()->reenableInstances();
}
};

test가 singleton state를 공유하면 flaky. 매 test에서 reset.

#3. 의존성 그래프 명시

folly::Singleton<A> kA;
folly::Singleton<B> kB([]{
// A를 try_get하면 vault가 dependency를 추적
auto a = folly::Singleton<A>::try_get();
return new B(a.get());
});

이렇게 작성하면 B의 destroyInstance 후 A가 destroy됨. 역순 보장.

#4. registrationComplete를 두 번 호출

// 회피
registrationComplete(); // first
// ...
registrationComplete(); // throw

두 번 호출은 에러. main에서 단 한 번.

#안티패턴

#1. 전역 destructor에서 try_get

// 회피
struct GlobalCleanup {
~GlobalCleanup() {
folly::Singleton<Logger>::try_get()->log("bye"); // Logger 이미 소멸됨
}
};
GlobalCleanup g;

전역 객체의 소멸은 vault destroy 후에 일어날 수 있다. shutdown 로그는 main 마지막에 명시.

#2. shared_ptr를 전역 static으로

// 회피
static auto kLogger = folly::Singleton<Logger>::try_get();
// vault가 Logger를 영원히 못 destroy

vault의 역순 소멸 보장이 깨진다. try_get은 짧게.

#3. registrationComplete 전 try_get

// 회피
int main() {
folly::Singleton<Foo>::try_get(); // 항상 nullptr
folly::SingletonVault::singleton()->registrationComplete();
}

순서 반대.

#정리

  • SingletonVault는 모든 folly::Singletonregistry.
  • 등록 순서 = dependency 순서, 소멸은 역순.
  • registrationComplete가 lifecycle을 활성화.
  • shouldEagerInit으로 핫패스 객체를 미리 생성.
  • pthread_atfork로 fork-safe.
  • 전역 destructor·전역 shared_ptr 보관은 vault의 destruction order 보장을 깨므로 회피.

#다음 편

Part 12-03 try_get / try_get_fast — 매 try_get 비용을 줄이는 TLS 캐시 메커니즘.

#관련 항목

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