Операция создания объекта в Java не является атомарной.
Рассмотрим (один из возможных) пример с выполнением операции создания объекта и двумя потоками:
Поток A
входит в метод getInstance()
, в этот момент времени instance == null
и он входит в синхронизированный блок, в котором тоже instance == null
и начинает создание объекта Singleton
. Сначала выделяется память под объект, потом этот объект инициализируется ссылкой на выделенную область памяти. В этот момент времени Поток B
заходит в метод getInstance()
видит, что instance != null
и начинает использовать уже существующий, но еще не донца сконструированный объект (так как его поля еще не инициализированы).
Объявление поля instance
как volatile
(JDK 5+) устанавливает отношение happens before между инициализацией объекта instance
Потоком A
и возвратом объекта instance
Потоку B
.
Иными словами, объявление поля instance
как volatile
гарантирует, что поток В
прочитает уже полностью сконструированный объект instance
.
UPD. Из комментариев @Roman еще одна причина необходимости использования volatile
:
Без volatile
есть ещё одна проблема: если первая проверка if (instance == null)
увидит не null
, последующий return instance
может увидеть null
, в результате метод вернёт null
.
Если нет корректной синхронизации, то чтение, которое идёт "позже" может увидеть значение, которое было "раньше", т.к. JMM не запрещает переупорядочивать такие чтения.
Переменная, объявленная volatile
, никогда не кешируется в память потока, то есть она в любой момент времени в любом потоке будет иметь одинаковое (актуальное) значение (если один поток меняет ее значение, то это значение сразу же доступно в других потоках).
volatile
и даже знаю про кэш процессора. Вопрос в том, зачем нам делатьinstance
защищенным от кеширования, если вторая проверка происходит внутри залоченного монитора ?