1. 什么是volatile关键字？

是JAVA语言提供的一种稍弱的同步机制，用来确保将变量的更新操作通知到其他线程。

保证可见性（MESI缓存一致性协议）
不保证原子性
禁止指令重排序（内存屏障）

保证可见性：

缓存行.png

因为程序的局部性原理CPU会把数据按块读取到自己的缓存行中（三级缓存），当一颗CPU把缓存行中的数据改了，那么就会产生数据不一致的问题（内存中同一行的数据位于不同的缓存行中如何保证数据的一致性）。MESI 缓存一致性协议就是用来解决这个问题。
保证了多颗CPU之间缓存行的一致性。假设一个CPU更改了缓存行中的内容，就会把自己的缓存行改为Modified状态，写回内存，并通知其他CPU把这一缓存行改为Invalid。当被改为Invalid时，就需要去内存中重写读取。

不保证原子性：

对于i=1这个赋值操作，由于其本身是原子操作，因此在多线程程序中不会出现不一致问题，但是对于i++这种复合操作，即使使用volatile关键字修饰也不能保证操作的原子性，可能会引发数据不一致问题。

i++操作可以被拆分为三步：
1）线程读取i的值
2）i进行自增计算
3）刷新回i的值
不是一个原子操作，因此不保证原子性

禁止指令重排：

重排序是CPU底层的一种优化
在单线程的环境下，CPU在内部执行两条指令的时候，第一条指令比较慢，第二条指令比较快，二者之间也没有直接的关系。CPU有可能会让第二条指令先执行，但一定要保证执行的结果一致，也就是as-if-serial。
as-if-serial语义的意思是：不管怎么重排序，单线程程序的执行结果不能被改变。
保证单线程环境下不能改变程序执行的结果**，存在数据依赖关系的指令不允许重排序
内存屏障就是用来解决指令重排的

JVM要求所有的java虚拟机必须实现以下四种屏障