JVM中（留神：馬上講到的這兩個存儲區只在JVM內部與物理存儲區無關）存在一個主內存（Main Memory），Java中所有的變量存儲在主內存中，所有實例和實例的字段都在此區域，對於所有的線程是共享的（相當於黑板，其他人都可以看到的）。每個線程都有自己的工作內存（Working Memory），工作內存中保存的是主存中變量的拷貝，（相當於自己筆記本，只能自己看到），工作內存由緩存和堆棧組成，其中緩存保存的是主存中的變量的copy，堆棧保存的是線程局部變量。線程對所有變量的操作都是在工作內存中進行的，線程之間無法直接互相訪問工作內存，變量的值得變化的傳遞需要主存來完成。在JMM中通過並發線程修改的變量值，必須通過線程變量同步到主存后，其他線程才能訪問到。
看看這個圖是不是更形象
好啦，下面來看線程對某個變量的操作步驟：
1.從主內存中復制數據到工作內存
2.執行代碼，對數據進行各種操作和計算
3.把操作后的變量值重新寫回主內存中
現在舉個例子，設想兩個棋手要通過兩個終端顯示器(Working Memory)對奕，而觀眾要通過服務器大屏幕(Main Memory )觀看他們的比賽過程。這兩個棋手相當於是同步中的線程，觀眾相當於其它線程。棋手是無法直接操作服務器的大屏幕的，他只能看到自己的終端顯示器，只能先從服務器上將當前結果先復制到自己的終端上（步驟1），然后在自己的終端上操作（步驟2），將操作的結果記錄在終端上，然后在某一時刻同步到服務器上（步驟3）。他所能看到的結果就是從服務器上復制到自己的終端上的內容，而要想把自己操作后的結果讓其他人看到必須同步到服務器上才行。至於什么時候同步，那要看終端和服務器的通信機制。
回到這三個步驟，這個順序是我們希望的，但是，JVM並不保證第1步和第3步會嚴格按照上述次序立即執行。因為根據java語言規范的規定，線程的工作內存和主存間的數據交換是松耦合的，什么時候需要刷新工作內存或者什么時候更新主存的內容，可以由具體的虛擬機實現自行決定。由於JVM可以對特征代碼進行調優，也就改變了某些運行步驟的次序的顛倒，那么每次線程調用變量時是直接取自己的工作存儲器中的值還是先從主存儲器復制再取是沒有保證的，任何一種情況都可能發生。同樣的，線程改變變量的值之后，是否馬上寫回到主存儲器上也是不可保證的，也許馬上寫，也許過一段時間再寫。那么，在多線程的應用場景下就會出現問題了，多個線程同時訪問同一個代碼塊，很有可能某個線程已經改變了某變量的值，當然現在的改變僅僅是局限於工作內存中的改變，此時JVM並不能保證將改變后的值立馬寫到主內存中去，也就意味着有可能其他線程不能立馬得到改變后的值，依然在舊的變量上進行各種操作和運算，最終導致不可預料的結果。
這可如何是好呢？還好有synchronized和volatile：
1.多個線程共有的字段應該用synchronized或volatile來保護.
2.synchronized負責線程間的互斥.即同一時候只有一個線程可以執行synchronized中的代碼.
synchronized還有另外一個方面的作用：在線程進入synchronized塊之前，會把工作存內存中的所有內容映射到主內存上，然后把工作內存清空再從主存儲器上拷貝最新的值。而在線程退出synchronized塊時，同樣會把工作內存中的值映射到主內存，不過此時並不會清空工作內存。這樣一來就可以強制其按照上面的順序運行，以保證線程在執行完代碼塊后，工作內存中的值和主內存中的值是一致的，保證了數據的一致性！
3.volatile負責線程中的變量與主存儲區同步.但不負責每個線程之間的同步.
volatile的含義是：線程在試圖讀取一個volatile變量時，會從主內存區中讀取最新的值。現在很清楚了吧。
轉自https://hellosure.iteye.com/blog/1121157