在学习Volatile之前有必要简单了解一下物理内存模型和Java的内存模型，这样对理解Volatile大有好处。
寄存器
首先我们要知道的是所有运算操作都是在CPU的寄存器中进行的，而CUP的执行涉及到数据的读取和写入两个步骤。CUP能访问到的所有数据都在计算机的主存当中，但是由于直接读取主存会很慢（相对于CPU缓存来说），所在在CPU和主存之间增加了一层Cache层，就是CPU缓存，CPU缓存一般有2级甚至3级，每一级的大小和效率各不相同，这里我们可以先不去了解，只需要统一当做是CPU缓存即可。
当CPU的缓存的引入后那么计算会怎样呢？首先把运算所需要的数据从主存中复制一份到CUP Cache,然后CPU直接对Cache中的数据进行运算操作，当运算结束时再把数据刷新回主存当中。大概流程如下图:
这在单线程的场景下是没有问题的，但是如果是多个线程同时操作共享变量就会出现并发问题，例如现在有变量i=0 ,有两个线程对变量进行i++运算，线程A把i加载到本地内存(线程内存，类似CUP Cache)，对i进行+1操作，而线程B同样的把i加载到本地内存，对i进行+1操作，此时在A的本地内存中i的值为1，在B的本地内存中i的值同样是1，这是A和B线程把本地内存中的i刷新到主内存，所以最终i的值是1，而不是我们期望的2。
java内存模型
java的内存模型是一个抽象的概念，跟硬件的内存模型类似，它涵盖了缓存，寄存器，编译器优化以及硬件等。java内存模型跟计算机硬件的结构并不完全一样，例如计算机物理内存没有栈内存和堆内存的划分，这两者都对应到物理的主内存，当然也有可能有一部分是对应到CPU Cache和寄存器中。如下图
并发的三大特性
1.原子性
原子性是指在一次操作或多次操作中，要么所有操作都执行成功，要么所有操作都不执行。
1) x = 1
线程把x=1写入到工作内存，然后再刷新到主内存。这个赋值为原子性操作
2) x++ 运算
x++操作涉及到3个步骤：
1，首先把x从主内存中加载到工作内存（线程内存）。
2，对x进行加1运算。
3, 把x刷新到主内存。
假设x的初始值为1，在步骤2的时候有可能有其他线程同样的x++操作，最终两个线程把x刷新到主内存后x的值为2，而不是预期期望的3。所以x++不是原子性的。
3) x = x + 1 运算
同x++一样，非原子性。
4) y = x
该赋值操作包含两个步骤
1,把x从主内存加载到工作内存。
2,把x的值赋给y,再把y刷新到主内存。
虽然两步都是原子性的，但是合起来就不是原子性的了。
从上面可以看出:
1,多个原子性操作在一起就不再是原子性操作。
2，简单的读取赋值操作是原子性，把一个变量赋给另一个变量就不是原子性的。
结论：volatile不具备原子性语义
2.有序性
我们在编写程序的时候，原则上代码逻辑是由上到下执行，但是在Java的内存模型中，允许编译器和处理器对指令进行重排来优化程序的执行，在单线程的情况下，重排不会对执行结果造成影响，但是在多线程下，指令重排就有可能影响到最终的结果了。
如下面代码：
private boolean flag = false;
private Object obj;
public Object getObj(){
if(!flag){
//1
obj = new Object();
//2
flag = true;
}
return obj;
}原始代码经过指令重排后可能会变成
public Object getObj(){
if(!flag){
//1
flag = true;
//2
obj = new Object();
}
return obj;
}单线程下返回的obj永远不会为null,但是多线程下，当线程A执行到if(!flag)时，线程B就刚好执行完注解1的代码，而还未执行注解2的代码，这是线程A的条件不满足，直接返回obj，而这时obj还是为null，会有NPE的风险错误。
如果变量采用volatile修饰，如下：
private volatile boolean flag = false;那么就保证
flag = true;在
obj = new Object();之后执行。
总体概括volatile的确保有序性逻辑如下:
private volatile int i=0;
方法体{
//a代码片段
//b代码片段
//c代码片段
i = 2;
//d代码片段
//e代码片段
//f代码片段
}volatile能确保 a,b,c在i=2赋值之前执行，有可能经过指令重排后执行顺序是a,c,b或者b,a,c。无论哪种顺序都保证在i=2赋值语句执行之前完成执行。而d,e,f保证在赋值语句之后执行，同样d,e,f的执行的顺序也可能经过重排。
结论，volatile保证有序性
3.可见性
一般线程对变量进行运算是需要先把变量从主内存加载到工作内存，然后运算完再刷回到主内存中，但是什么时候刷回主内存是不确定的，在刷回主内存之前，其他线程是看不到变量的变化的。
volatile修饰的变量，在工作内存中修改完会立刻刷回到主内存，同时会把其他线程的工作内存中的共享变量致为失效，致使其他线程需要重新从主内存中加载最新的值。保证可见性的还有另外两中方式synchronized和Lock的lock
结论，volatile保证可见性
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参考资料
《Java高并发编程详解》