volatile主要用来解决线程的可见性,有序型和原子性问题(synchronized和锁也可，volatile更轻量)。
JSR中对volatile的说明:
The Java programming language allows threads to access shared variables. As a rule, to ensure that shared variables are consistently and reliably updated, a thread should ensure that it has exclusive use of such variables by obtaining a lock that, conventionally, enforces mutual exclusion for those shared variables.
The Java programming language provides a second mechanism, volatile fields, that is more convenient than locking for some purposes.
A field may be declared volatile, in which case the Java Memory Model ensures that all threads see a consistent value for the variable.
可见性
CPU在计算的时候，它的数据读取顺序优先级是：寄存器－高速缓存－内存。线程计算的原始的数据来自内存；在计算过程中有些数据可能被频繁读取，这些数据被存储在寄存器和高速缓存中，当线程计算完后，这些缓存的数据在适当的时候应该写回内存。当多个线程同时读写某个内存数据时，就会产生多线程并发问题（线程A回写数据到主存，但是其他线程仍使用自己工作内存数据）。
volatile如何保证可见性：
- 修改volatile变量时会强制将修改后的值刷新的主内存中。
- 修改volatile变量后会导致其他线程工作内存中对应的变量值失效。因此，再读取该变量值的时候就需要重新从读取主内存中的值。
当线程读取volatile修饰的变量，就好比JVM告诉他这个变量是不安全的，需要从主存重新获取。
原子性
JVM中变量的读写操作一般是原子性的。
- 基础数据类型（除了double, long）和引用类型都是原子性操作
For the purposes of the Java programming language memory model, a single write to a non-volatile long or double value is treated as two separate writes: one to each 32-bit half.
- volatile + 基础数据类型/引用类型 都是原子性操作
注意：volatile无法保证复合操作的原子性，例如 i++; 正确使用volatile条件：
- 对变量的写操作不依赖于当前值
- 该变量没有包含在具有其他变量的不变式中
volatile boolean flag;
public void doSth(){
while(flag){
dosomething();
}
}
public void setFlag(){
flag = true;
}
有序性
为了提高性能，编译器和处理器可能会对指令做重排序。重排序可以分为三种：
- 编译器优化的重排序。编译器在不改变单线程程序语义的前提下，可以重新安排语句的执行顺序。
- 指令级并行的重排序。现代处理器采用了指令级并行技术（Instruction-Level Parallelism， ILP）来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性，处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。
- 内存系统的重排序。由于处理器使用缓存和读/写缓冲区，这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。
volatile和synchronized可以保证有序性。如果两个操作的执行次序无法从happens-before原则推导出来，那么它们就不能保证它们的有序性，虚拟机可以随意地对它们进行重排序。
下面就来具体介绍下happens-before原则（先行发生原则）：
- 程序次序规则：一个线程内，按照代码顺序，书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作
- 锁定规则：一个unLock操作先行发生于后面对同一个锁额lock操作
- volatile变量规则：对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作
- 传递规则：如果操作A先行发生于操作B，而操作B又先行发生于操作C，则可以得出操作A先行发生于操作C
- 线程启动规则：Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每个一个动作
- 线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
- 线程终结规则：线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测，我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行
- 对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始
volatile底层实现
观察加入volatile关键字和没有加入volatile关键字时所生成的汇编代码发现，加入volatile关键字时，会多出一个lock前缀指令
lock前缀指令实际上相当于一个内存屏障（也成内存栅栏），内存屏障会提供3个功能：
1）它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面；即在执行到内存屏障这句指令时，在它前面的操作已经全部完成；
2）它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存；
3）如果是写操作，它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。
引用
java内存模型
Java 并发编程：volatile的使用及其原理
java线程内存模型,线程、工作内存、主内存
The Java® Language Specification
Java并发编程：volatile关键字解析
java 里面保留字volatile及其与synchronized的区别
《深入理解Java内存模型》读书总结
The JSR-133 Cookbook for Compiler Writers
