一，volatile關鍵字的可見性
要想理解volatile關鍵字，得先了解下JAVA的內存模型，Java內存模型的抽象示意圖如下：
從圖中可以看出：
①每個線程都有一個自己的本地內存空間--線程棧空間???線程執行時，先把變量從主內存讀取到線程自己的本地內存空間，然後再對該變量進行操作
②對該變量操作完後，在某個時間再把變量刷新回主內存
因此，就存在內存可見性問題，看一個示例程序：（摘自書上）
public class RunThread extends Thread {
private boolean isRunning = true;
public boolean isRunning() {
return isRunning;
}
public void setRunning(boolean isRunning) {
this.isRunning = isRunning;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("進入到run方法中了");
while (isRunning == true) {
}
System.out.println("線程執行完成了");
}
}
public class Run {
public static void main(String[] args) {
try {
RunThread thread = new RunThread();
thread.start();
Thread.sleep(1000);
thread.setRunning(false);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Run.java 第28行，main線程 將啟動的線程RunThread中的共享變量設置為false，從而想讓RunThread.java 第14行中的while循環結束。
如果，我們使用JVM -server參數執行該程序時，RunThread線程並不會終止！從而出現了死循環！！
原因分析：
現在有兩個線程，一個是main線程，另一個是RunThread。他們都試圖修改 第三行的 isRunning變量。按照JVM內存模型，main線程將isRunning讀取到本地線程內存空間，修改後，再刷新回主內存。
而在JVM 設置成 -server模式運行程序時，線程會一直在私有堆棧中讀取isRunning變量。因此，RunThread線程無法讀到main線程改變的isRunning變量
從而出現了死循環，導致RunThread無法終止。這種情形，在《Effective JAVA》中，將之稱為「活性失敗」
解決方法，在第三行代碼處用 volatile 關鍵字修飾即可。這裡，它強制線程從主內存中取 volatile修飾的變量。
volatile private boolean isRunning = true;
擴展一下，當多個線程之間需要根據某個條件確定 哪個線程可以執行時，要確保這個條件在 線程 之間是可見的。因此，可以用volatile修飾。
綜上，volatile關鍵字的作用是：使變量在多個線程間可見（可見性）
二，volatile關鍵字的非原子性
所謂原子性，就是某系列的操作步驟要麼全部執行，要麼都不執行。
比如，變量的自增操作 i++，分三個步驟：
- 從內存中讀取出變量 i 的值
- 將 i 的值加1
- 將 加1 後的值寫回內存
這說明 i++ 並不是一個原子操作。因為，它分成了三步，有可能當某個線程執行到了第②時被中斷了，那麼就意味著只執行了其中的兩個步驟，沒有全部執行。
關於volatile的非原子性，看個示例：
public class MyThread extends Thread {
public volatile static int count;
private static void addCount() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
count++;
}
System.out.println("count=" + count);
}
@Override
public void run() {
addCount();
}
}
public class Run {
public static void main(String[] args) {
MyThread[] mythreadArray = new MyThread[100];
for (int i = 0; i < 100; i++) {
mythreadArray[i] = new MyThread();
}
for (int i = 0; i < 100; i++) {
mythreadArray[i].start();
}
}
}
MyThread類第2行，count變量使用volatile修飾
Run.java 第20行 for循環中創建了100個線程，第25行將這100個線程啟動去執行 addCount()，每個線程執行100次加1
期望的正確的結果應該是 100*100=10000，但是，實際上count並沒有達到10000
原因是：volatile修飾的變量並不保證對它的操作（自增）具有原子性。（對於自增操作，可以使用JAVA的原子類AutoicInteger類保證原子自增）
比如，假設 i 自增到 5，線程A從主內存中讀取i，值為5，將它存儲到自己的線程空間中，執行加1操作，值為6。此時，CPU切換到線程B執行，從主從內存中讀取變量i的值。由於線程A還沒有來得及將加1後的結果寫回到主內存，線程B就已經從主內存中讀取了i，因此，線程B讀到的變量 i 值還是5
相當於線程B讀取的是已經過時的數據了，從而導致線程不安全性。這種情形在《Effective JAVA》中稱之為「安全性失敗」
綜上，僅靠volatile不能保證線程的安全性。（原子性）
此外，volatile關鍵字修飾的變量不會被指令重排序優化。這裡以《深入理解JAVA虛擬機》中一個例子來說明下自己的理解：
線程A執行的操作如下：
Map configOptions ;
char[] configText;
volatile boolean initialized = false;
//線程A首先從文件中讀取配置信息,調用process...處理配置信息,處理完成了將initialized 設置為true
configOptions = new HashMap();
configText = readConfigFile(fileName);
processConfig(configText, configOptions);//負責將配置信息configOptions 成功初始化
initialized = true;
線程B等待線程A把配置信息初始化成功後，使用配置信息去幹活…..線程B執行的操作如下：
while(!initialized)
{
sleep();
}
//使用配置信息幹活
doSomethingWithConfig();
如果initialized變量不用 volatile 修飾，在線程A執行的代碼中就有可能指令重排序。在 後端技術精選 公眾號回復「後端面試」，獲取最新面試資料。
即：線程A執行的代碼中的最後一行：initialized = true 重排序到了 processConfig方法調用的前面執行了，這就意味著：配置信息還未成功初始化，但是initialized變量已經被設置成true了。那麼就導致 線程B的while循環「提前」跳出，拿著一個還未成功初始化的配置信息去幹活(doSomethingWithConfig方法)。。。。
因此，initialized 變量就必須得用 volatile修飾。這樣，就不會發生指令重排序，也即：只有當配置信息被線程A成功初始化之後，initialized 變量才會初始化為true。綜上，volatile 修飾的變量會禁止指令重排序（有序性）
三，volatile 與 synchronized 的比較
volatile主要用在多個線程感知實例變量被更改了場合，從而使得各個線程獲得最新的值。它強制線程每次從主內存中講到變量，而不是從線程的私有內存中讀取變量，從而保證了數據的可見性。
比如：
①volatile輕量級，只能修飾變量。synchronized重量級，還可修飾方法
②volatile只能保證數據的可見性，不能用來同步，因為多個線程並發訪問volatile修飾的變量不會阻塞。
synchronized不僅保證可見性，而且還保證原子性，因為，只有獲得了鎖的線程才能進入臨界區，從而保證臨界區中的所有語句都全部執行。多個線程爭搶synchronized鎖對象時，會出現阻塞。
四，線程安全性
線程安全性包括兩個方面，①可見性。②原子性。
從上面自增的例子中可以看出：僅僅使用volatile並不能保證線程安全性。而synchronized則可實現線程的安全性。