[Kotlin] @Volatile 키워드란?

아래 코드는 Android developer 페이지의 Codelabs에서 제공하는 예시 코드이다. 해당 코드를 보면 Singleton 구현 시 변수에 @Volatile Annotation을 붙히는 것을 볼 수 있다. 이게 어떤의미 일까?

// Annotates class to be a Room Database with a table (entity) of the Word class
@Database(entities = arrayOf(Word::class), version = 1, exportSchema = false)
public abstract class WordRoomDatabase : RoomDatabase() {

   abstract fun wordDao(): WordDao

   companion object {
        // Singleton prevents multiple instances of database opening at the
        // same time.
        @Volatile
        private var INSTANCE: WordRoomDatabase? = null

        fun getDatabase(context: Context): WordRoomDatabase {
            // if the INSTANCE is not null, then return it,
            // if it is, then create the database
            return INSTANCE ?: synchronized(this) {
                val instance = Room.databaseBuilder(
                        context.applicationContext,
                        WordRoomDatabase::class.java,
                        "word_database"
                    ).build()
                INSTANCE = instance
                // return instance
                instance
            }
        }
   }
}

싱글톤 구현 시 가장 중요한 것은 단 하나의 인스턴스만 생성이 되야하는 것을 보장해야 한다. 멀티코어 환경에서는 이러한 보장을 위해 다양한 기법이 존재하고, 코틀린(+자바)에서는 @Volatile Annotation의 방법을 제공한다.

요즘 PC의 성능 향상을 위해 각 코어에는 레지스터가 존재하고, 캐시가 존재한다. 그리고 메모리를 각 코어에서 공유를 하는 형태의 구조이다. 그렇기에 각 코어 별로 변수가 레지스터에 패치되어 존재하면 위처럼 싱글톤에서 인스턴스가 하나만 생성되는 것을 보장하지 못할 수 도 있다.

@Volatile 은 이러한 문제를 방지하기 위해 해당 데이터가 메모리에만 존재하도록 명시한다. 각 코어는 캐시로 데이터를 패치하여 가져가서 성능을 향상시키지 않고 메모리에 접근하기에 하나의 인스턴스를 보장하지만, 성능은 하락할 수 있음을 기억해야 한다.

참고

https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.jvm/-volatile/
https://developer.android.com/codelabs/android-room-with-a-view-kotlin?hl=ko#7