volatile关键字和synchronized一样都能够保证线程的同步。
Java语言规范第三版中对volatile的定义如下：
java编程语言允许线程访问共享变量，为了确保共享变量能被准确和一致的更新，线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。Java语言提供了volatile，在某些情况下比锁更加方便。如果一个字段被声明成volatile，java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的。
volatile被称为轻量级的 synchronized。同时，它比synchronized的使用和执行成本会更低，因为它不会引起线程上下文的切换和调度。
一、volatile的特性
补充：
1. Java内存模型(Java Memory Model，JMM)
JMM是由Java虚拟机规范定义的，用来屏蔽掉Java程序在各种不同的硬件和操作系统对内存的访问的差异，这样就可以实现java程序在各种不同的平台上都能达到内存访问的一致性。
在Java中，Java堆内存是存在数据共享的，这些共享数据的通信就是通过JMM来控制的。
JMM决定一个线程对共享数据的写入何时对另一个线程可见。
JMM是一个抽象的结构,它定义了线程和主内存的关系：
- 线程之间的共享变量存储在主内存(Main Memory)中
- 每一个线程都有一个私有的本地内存(Local Memory)
- 本地内存中储存了该线程可以读写变量的副本
由此，我们可以得出如下结论：
- 只有存放在Java堆和方法区中的数据，才会被线程共享，对于其他区是属于线程私有的数据不受JMM的影响
- 线程之间的数据，是不能直接进行数据传递的，一定要经过主内存进行传递
- A线程更新数据 -> 刷新主内存数据 -> B线程读取主线程数据
但是为什么需要内存模型？直接读写内存不可以吗?
主要是因为下面两个原因：
（1）CPU缓存一致性
CPU与内存读写和运算速度不在一个量级，CPU效率会比内存高的多。
为了解决CPU和内存效率差异问题，引入了高速缓存(Cache)和写缓冲区(Write Buffer)等，来作为CPU和内存的传输媒介。但是使用缓冲中读写可能造成数据不一致的问题，为了保证CPU缓存的一致性而引入了JMM。
（2）处理器优化和指令重排
处理器优化：处理器为了优化执行效率，可能会将输入的代码进行乱序执行处理
指令重排：JIT编译过程也可能会对指令进行乱序处理
为了解决这两个问题，需要引入JMM，而不是直接操作内存变量。
2. JMM并发的是三个特性：
（1）原子性
表示不可被中断的一个或一系列操作。一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何线程切换。
（2）可见性
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。
（3）有序性
由于指令的执行，会经过编译器和处理的重排序。有序性是指从指令上的执行结果上看，指令的执行顺序是有序的。
有了上述补充的知识背景，下面我们看一下volatile具备哪些特性。
volatile的特性：
- 互斥性：同一时刻只允许一个线程对变量进行操作。(互斥锁的特点)
- 可见性：线程修改变量的值对其他线程立即可见。
- 有序性：禁止指令的重排序。
注：volatile不保证原子性，但是synchronized、lock可以保证。
（synchronized具有互斥性、原子性、可见性，但是无法保证有序性。它无法保证编译器优化和指令重排）
比如 a=0；（a非long和double类型） 这个操作是不可分割的，那么我们说这个操作时原子操作。再比如：a++； 这个操作实际是a = a + 1；是可分割的，所以他不是一个原子操作。非原子操作都会存在线程安全问题，需要我们使用同步技术（synchronized）来让它变成一个原子操作。
证明可见性代码：
public class VolatileTest {
volatile int a = 1;
volatile int b = 2;
public void change(){
a = 3;
b = a;
}
public void print(){
System.out.println("b="+b+";a="+a);
}
public static void main(String[] args) {
while (true){
final VolatileTest test = new VolatileTest();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
test.change();
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
test.print();
}
}).start();
}
}
}证明不保证原子性代码：
public class VolatileTest {
volatile int i;
public void addI(){ //修改 -> synchronized
i++;
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final VolatileTest test = new VolatileTest();
for (int n = 0; n < 1000; n++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
test.addI();
}
}).start();
}
Thread.sleep(10000); //等待10秒，保证上面程序执行完成
System.out.println(test.i);
}
}
二、volatile的作用
- 线程修改变量的值对其他线程立即可见
- 禁止指令的重排序
三、volatile的原理
（1）可见性实现:
- 修改volatile变量时，会强制将修改后的值刷新到主内存中
- 修改volatile变量后，会导致其他线程工作内存中对应的变量值失效
（2）有序性实现：
通过内存屏障对内存的操作顺序进行限制
四、volatile和synchronized的比较
- 关键字volatile是线程同步的轻量级实现，所以volatile性能肯定比synchronized要好。
- volatile只能修饰变量，而synchronized可以修饰方法、代码块等。
- 多线程访问volatile不会发生阻塞，而synchronized会出现阻塞。
- volatile能保证数据的可见性，但不能保证数据的原子性；而synchronized可以保证原子性，也可以间接保证可见性，因为它会将私有内存和公共内存中的数据做同步处理。
- 关键字volatile解决的是变量在多个线程之间的可见性；而synchronized关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性。
