一、概述
在當前的Java內存模型下，每個線程都擁有自己的工作內存，在進行變量的操作之前，每個線程會先把要使用的變量從主內存讀入到自己的工作內存，當對該變量操作完成后（如i++操作），再將該變量寫會主內存，這就可能造成一個線程在主存中修改了一個變量的值，而另外一個線程還繼續使用它在寄存器中的變量值的拷貝，造成數據的不一致，volatile關鍵字就是為了解決在并發編程的條件下數據不一致的問題。
二、三個概念
- 原子性
由Java內存模型來直接保證的原子性操作包括read 、load、use、assign、store、write這六個，我們大致可以認為基本數據的訪問讀寫操作是具備原子性的（long和double類型的讀寫操作也基本都實現了原子操作）。 - 可見性
可見性是指當多個線程訪問同一個共享變量時，一個線程改變了這個變量的值，其他線程能夠立即感知到該變量的變化； - 指令重排序
一般來說，處理器為了提高程序運行效率，可能會對輸入代碼進行優化，它不保證程序中各個語句的執行先后順序同代碼中的順序一致，但是它會保證程序最終執行結果和代碼順序執行的結果是一致的。
三、特點
- volatile關鍵字只能用來修飾變量。
- volatile變量是一種比synchronized關鍵字較輕量級的同步機制，也可以說是Java虛擬機提供的最輕量級的同步機制，在訪問volatile變量時不會執行加鎖操作，也不會造成線程的阻塞，被volatile修飾的成員變量，在各個線程的私有工作內存中不存在它的私有拷貝，各個線程在訪問該變量前必須從主存（共享內存）中讀取該變量的值。
- Java內存模型是通過將在工作內存中的變量修改后的值同步到主內存（共享內存），即原子操作（assgin-store-write）必須依次執行,在讀取變量前從主內存（共享內存）刷新最新值到工作內存中來實現可見性的。
- volatile關鍵字保證了被它修飾的變量值修改后立即同步到主內存，每次使用該變量前都從主內存中刷新，即被volatile修飾的變量對所有的線程是可見的，對volatile變量的所有的寫操作都能立即反映到其他線程中。
- 被volatile關鍵字修飾的變量不允許進行指令的重排序。
- volatile關鍵字只能保證共享變量的可見性，只能保證不同線程每次訪問該共享變量時讀取的是該變量的最新值，但不能保證對變量的操作的原子性。
- volatile關鍵字無法保證操作的原子性，通常來說，使用volatile關鍵字必須具備以下2個條件：
①對變量的寫操作不依賴當前值，或者能夠確保只有單一的線程修改變量的值。
②該變量沒有包含在具有其他變量的不變式中，或者說變量不需要與其它的狀態變量共同參與不變約束。
以上條件說明，n++,n--這些非原子操作不能保證volatile關鍵字修飾的變量在并發條件下值的正確性，而只有n=m+1,n=5,這些原子操作才能保證該變量在并發環境下值的正確性。
來看一個例子：
public class Test {
public volatile int inc = 0;
public void increase() {
inc++;
}
public static void main(String[] args) {
final Test test = new Test();
for(int i=0;i<10;i++){
new Thread(){
public void run() {
for(int j=0;j<1000;j++)
test.increase();
};
}.start();
}
while(Thread.activeCount()>1) //保證前面的線程都執行完
Thread.yield();
System.out.println(test.inc);
}
}
變量inc聲明為volatile int類型，保證了所有線程對變量inc的可見性，按照我們的目的，最后的輸出結果應該為10*1000=10000，然而最后的結果均小于10000，且每次運行的結果不一，難道volatile修飾的變量的可見性特征失效了？不，volatile變量只能保證共享變量對所有線程的可見性，從Java內存模型的角度理解：被volatile關鍵字修飾的變量只能保證assgin->store->write操作和read->load->use操作的原子性，但inc++操作包括的原子操作有：read->load->use->assgin->store->write操作，所以自加操作并非一個原子操，線程A在讀取到inc的最新值之后，在assgin操作之前可能切換到線程B,線程B此時執行的操作可能為read->load->use->assgin->store->write操作，完成了inc的自加操作，此時線程A由于已經讀取到inc的值，所以不再從主存中刷新inc的值，但此時線程A的工作內存中保存的inc的值已經過期，線程A對過期的inc值進行自加操作后寫會了主內存，從而造成數據的錯誤。
注：以上是屬于個人理解，可能存在不嚴謹之處，也可以從JVM反編譯字節碼的角度來解釋該原因，可參見《深入理解Java虛擬機》第十二章：Java內存模型與線程；
