本文参考：
面试必问的volatile，你了解多少？
深入分析Volatile的实现原理
- 轻量级的synchronized，执行成本低，不会执行加锁操作，避免了线程的上下文切换。
- 禁止重排序和内存可见性
- 对于写操作，例如 count++ 这种需要依赖变量当前值的，volatile也没用
public class Test {
private static boolean tag;
private static int number;
public static void main(String[] args) {
new ReaderThread().start();
number = 2;
tag = true;
}
private static class ReaderThread extends Thread {
@Override
public void run() {
while (!tag) {
Thread.yield();
System.out.println(number);
}
}
}
}
此段代码输出可能什么都没有，也可能为2，因为不确定线程是否读取到线程启动之后的赋值操作。这种现象称为重排序
使用Volatile 修饰时，在生成汇编代码时，即使是无效动作也会被保留下来,禁止了指令 优化，因此不会造成重排序情况。
在x86处理器下，生成汇编指令发现Volatile指令修饰过后，会多个lock前缀。这个前缀会保证两件事:
- 将当前处理器的缓存行写入内存
- 写入内存后会引起其他CPU缓存了该内存地址的数据无效。
处理器为了提高处理速度，并不是直接跟内存打交道，而是先将内存中的数据读取到缓存，然后再进行操作。 被volatile修饰过后的，会由于有一条Lock 指令，该指令会将这个变量所在的缓存行写入内存，由于此缓存行被写入了内存，因此其他处理器的缓存值将会被失效。需要使用到这个变量时，将会被重新从内存中取数据。
其他相关
此处将其他处理器被失效是因为 处理器一般都遵循MESI缓存一致协议
- M(Modified)
这行数据有效，但是被修改了，和内存中的数据不一致，数据只存在于本Cache中 - E(Exclusive)
这行数据有效，和内存中的数据一致，数据只存在于本Cache中 - S(Shared)
这行数据有效，和内存中的数据一致，数据分布在很多Cache中 - I(Invalid) 这行数据无效
对于一个变量 int x=10 的操作，对于四核处理器
- Core1 加载变量x，值为10，Core的状态为E
- Core2也加载变量x，值为10，这个时候，Core1 Core2缓存变量x的缓存行就会变成S
- Core3加载x，把x的值变为20，这个时候Core3的x变量所在的缓存行变为E，Core1和Core2对应的缓存行变为I，失效。
此协议就保证了上述的将缓存行写入内存后，使其他处理器相应缓存行失效。
使用优化
采用追加字节进行优化
在JDK7的并发包里有个LinkedTransferQueue ，该类中会把共享的变量追加到64个字节。一个对象占4个字节，追加15个变量共占了60个字节，加上开始自身一起共64个字节。
原因：
因为对于酷睿i7等处理器的L1、L2或者L3缓存的高速缓存行是64个字节宽，不支持部分填充缓存行。这就意味着，如果队列的头节点和尾节点都不足64字节的话，将会被放到同一个高速缓存行中，在多处理器下，每个处理器都会缓存同样的头尾节点。当一个处理器进行修改头节点时，会将整个缓存行锁定，在缓存一致性机制的作用下，其他的处理器并不能读取自己缓存行中的尾节点，这样影响了整体的入队和出队效率。如果凑足了64个字节，就可以避免头尾节点出现在同一缓存行中了。
局限
- 并不是所有处理器都支持（非64位字节宽的处理器）
- 共享变量不会被频繁的写（追加字节会造成读取更多的字节到缓冲区，本身带有一定的性能消耗）
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