آشنایی با کلمه کلیدی volatile در جاوا

کلمه کلیدی volatile در جاوا برای اطمینان از هم‌زمان بودن داده‌ها بین نخ‌ها (threads) استفاده می‌شود. یعنی زمانی که چندین نخ به یک متغیر دسترسی دارند، volatile باعث می‌شود که همیشه همان مقدار در دسترس باشد و از ذخیره‌سازی داده‌ها در حافظه محلی نخ جلوگیری می‌کند.

تعریف و کاربرد 📚

کلمه کلیدی volatile یک تغییر دهنده (modifier) است که برای اطمینان از این که مقدار یک ویژگی همیشه از حافظه اصلی خوانده می‌شود، به کار می‌رود. این ویژگی برای زمانی مفید است که چند نخ به یک متغیر مشترک دسترسی دارند.

چرا از volatile استفاده کنیم؟ 🤔

در حالت عادی، وقتی یک نخ (thread) مقداری را به یک متغیر اختصاص می‌دهد، ممکن است آن مقدار در حافظه محلی نخ ذخیره شود و در نتیجه نخ‌های دیگر آن مقدار را مشاهده نکنند. این مشکل زمانی پیش می‌آید که چند نخ به یک متغیر مشترک دسترسی دارند و می‌خواهند آن را تغییر دهند. volatile اطمینان می‌دهد که تمام نخ‌ها همیشه مقدار به روز شده متغیر را از حافظه اصلی می‌خوانند.

مثال کاربردی 👨‍💻

در مثال زیر، یک متغیر x داریم که با استفاده از volatile مشخص شده است. این یعنی وقتی هر نخ این متغیر را می‌خواند، همیشه مقدار جدید آن را از حافظه اصلی می‌گیرد:

public class Main {
  public static volatile int x = 5; // متغیر volatile

  public static void main(String[] args) {
    System.out.println(x); // نمایش مقدار x
  }
}

در این مثال، متغیر x همیشه در دسترس تمام نخ‌ها به‌طور یکسان خواهد بود و اگر هر نخ مقداری جدید برای آن بگذارد، بقیه نخ‌ها فوراً این تغییر را مشاهده خواهند کرد.

سوال برای تمرین 💡

چرا استفاده از volatile می‌تواند در برنامه‌های چند نخی مهم باشد؟
در چه شرایطی ممکن است نیازی به استفاده از volatile نباشد؟

با یادگیری این مفهوم، شما قادر خواهید بود که مشکلات مربوط به هم‌زمانی داده‌ها در برنامه‌های چند نخی را حل کنید و از رفتار غیرمنتظره داده‌ها جلوگیری نمایید.