引入

“如果向一个变量写入值，这个变量可能会被另一个线程读取，或者在从另一个变量读值，而这个变量可能之前被另一个线程写入的。所以必须需要同步。”

有的时候为了读写一个或两个实例域就使用同步，显得开销过大。如果一个变量使用volatile，则它比使用synchronized的成本更加低。因为它不会引起线程上下文的切换和调度。

我们先从操作系统角度分析volatile：

• 计算机在运行程序时，每条指令都是在CPU中执行的，在执行过程中势必会涉及到数据的读写。我们知道程序运行的数据是存储在主存中，这时就会有一个问题，读写主存中的数据没有CPU中执行指令的速度快，如果任何的交互都需要与主存打交道则会大大影响效率，所以就有了CPU高速缓存。CPU高速缓存为某个CPU独有，只与在该CPU运行的线程有关。
• 有了CPU高速缓存虽然解决了效率问题，但是它会带来一个新的问题：数据一致性。在程序运行中，会将运行所需要的数据复制一份到CPU高速缓存中，在进行运算时CPU不再也主存打交道，而是直接从高速缓存中读写数据，只有当运行结束后才会将数据刷新到主存中。
• 针对数据一致性，我们据一个例子，i++操作，当线程运行这段代码时，首先会从主存中读取i( i = 1)，然后复制一份到CPU高速缓存中，然后CPU执行 + 1 （2）的操作，然后将数据（2）写入到告诉缓存中，最后刷新到主存中。其实这样做在单线程中是没有问题的，有问题的是在多线程中。如下：
  假如有两个线程A、B都执行这个操作（i++），按照我们正常的逻辑思维主存中的i值应该=3，但事实是这样么？分析如下：
  两个线程从主存中读取i的值（1）到各自的高速缓存中，然后线程A执行+1操作并将结果写入高速缓存中，最后写入主存中，此时主存i==2,线程B做同样的操作，主存中的i仍然=2。所以最终结果为2并不是3。
• 如果要解决上述多说的数据一致性，有两种方案：
  • 通过在总线加LOCK#锁的方式：它是采用一种独占的方式来实现的，即总线加LOCK#锁的话，只能有一个CPU能够运行，其他CPU都得阻塞，效率较为低下。
  • 缓存一致性协议，它确保每个缓存中使用的共享变量的副本是一致的。其核心思想如下：当某个CPU在写数据时，如果发现操作的变量是共享变量，则会通知其他CPU告知该变量的缓存行是无效的，因此其他CPU在读取该变量时，发现其无效会重新从主存中加载数据。 （也就是说直接从主存读取数据）

从并发的三个概念角度分析volatile：

首先先分析这三个概念：
原子性： 多个线程执行一个操作时，其中任何一个线程要么完全执行完此操作，要么没有执行此操作的任何步骤，那么这个操作就是原子的。在多线程环境下，可以通过synchronized 锁机制来保证原子性。

注意volatile不是原子性的。

可见性：可见性是指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。

voliatile是可见性的

当一个变量被volatile修饰后，表示着线程本地内存无效，当一个线程修改共享变量后他会立即被更新到主内存中，当其他线程读取共享变量时，它会直接从主内存中读取。当然，synchronize和锁都可以保证可见性。

有序性：即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。在Java内存模型中，为了效率是允许编译器和处理器对指令进行重排序，当然重排序它不会影响单线程的运行结果，但是对多线程会有影响。
volatile禁止指令重排序

Java提供volatile来保证一定的有序性

从java内存模型角度分析volitile

我们将 Java 内存模型中的主内存类比为 RAM（cpu主存），工作内存类比为 CPU的高速缓存。工作内存并非独立存在的一段内存空间，它是对CPU的寄存器、高速缓存及其他硬件的抽象描述。