folly::SingletonVault 분석 — 등록·소멸·의존성
#한 줄 요약
folly::SingletonVault는 process 안 모든 folly::Singleton<T>의 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.
- 모든 등록이 끝났다는 확정. 이후 새 등록을 거부할 수 있다.
- 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 생성folly::Singleton<Foo> kFoo;
// eager — registrationComplete에서 생성folly::Singleton<Foo> kFoo = folly::Singleton<Foo>().shouldEagerInit();| 모드 | 생성 시점 | 장점 | 단점 |
|---|---|---|---|
| lazy | first try_get | startup 빠름, 안 쓰면 안 만듦 | 첫 호출자가 비용 부담 |
| eager | registrationComplete | 핫패스 일정 | startup 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 번pthread_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 쓰면folly::Singleton<Cache> kCache = folly::Singleton<Cache>().shouldEagerInit();
// 가끔만 쓰면 lazyfolly::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
// 회피registrationComplete(); // first// ...registrationComplete(); // throw두 번 호출은 에러. main에서 단 한 번.
#안티패턴
#1. 전역 destructor에서 try_get
// 회피struct 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
// 회피static auto kLogger = folly::Singleton<Logger>::try_get();// vault가 Logger를 영원히 못 destroyvault의 역순 소멸 보장이 깨진다. try_get은 짧게.
#3. registrationComplete 전 try_get
// 회피int main() { folly::Singleton<Foo>::try_get(); // 항상 nullptr folly::SingletonVault::singleton()->registrationComplete();}순서 반대.
#정리
- SingletonVault는 모든
folly::Singleton의 registry. - 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
- Part 12-01 Singleton vs Meyers — 왜 vault인가
- Part 7-04 F14FastMap — vault 내부 자료구조
- Effective Modern C++ Item 21 — shared_ptr 생성
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