Java里面volatile關鍵字主要有兩個作用：
（1）可見性
（2）禁止指令重排序
第一條可見性比較容易理解，就是使用volatile修飾的共享變量，如果有一個線程修改了值，其他的線程里面是立即可見的。原理是對volatile變量的讀寫，都會強制線程操作從主內存。
第二條禁止指令重排序，能夠保證局部的代碼執行的順序。假設我們現在有如下的一段代碼：
int a=2; int b=1;
從順序上看a應該先執行，而b會后執行，但實際上卻不一定是，因為cpu執行程序的時候，為了提高運算效率，所有的指令都是並發的亂序執行，如果a和b兩個變量之間沒有任何依賴關系，那么有可能是b先執行，而a后執行，因為不存在依賴關系，所以誰先誰后並不影響程序最終的結果。這就是所謂的指令重排序。 ok，接着我們繼續分析下面稍加改動后的代碼：
int a=2; int b=1; int c=a+b;
這段代碼里，不管a和b如何亂序執行，c的結果都是3，因為c變量依賴a和b變量，所以c變量是不會重排序到a或者b之前，a和b也不會重排到c之后，這其實是由happens-before關系里面的單線程下的as-if-serial語義限制的。
這里面還有一種特殊情況，需要注意一下：
int a = 1; int b = 2; try { a = 3; //A b = 1 / 0; //B } catch (Exception e) { } finally { System.out.println("a = " + a); }
上面的例子中a和b變量，雖然沒有依賴關系，但是在try-catch塊里面發生了重排，b先執行，然后發生了異常，那么a的值最終還是3，由JVM保證在重排序發生異常的時候，在catch塊里面作相關的特殊處理。這一點需要注意。
在單線程環境下，指令重排序是不會影響程序的最終執行結果的，但是重排序如果發生多線程環境下，就有可能影響程序正常執行，看下面的代碼：
public class ReorderDemo1 { private int count=2; private boolean flag=false; private volatile boolean sync=false; public void write1() { count=10; flag=true;//沒有volatile修飾，實際執行順序，有可能是flag=true先執行 } public void read1() { if(flag){ System.out.print(count); // 有些jvm會打印10，有些jvm會打印2，這是不確定的 } } public void write2() { count=10; sync=true;// 由於出現了volatile，所以這里禁止重排序 } public void read2() { if(sync){ System.out.print(count); // 在jdk5之后，由volatile保證，count的值總是等於10 } } public static void main(String[] args) { for(int i=0;i<300;i++){ //實例化變量 ReorderDemo1 reorderDemo1=new ReorderDemo1(); //寫線程 Thread t1=new Thread(()-> { reorderDemo1.write1();}); //讀線程 Thread t2=new Thread(()-> { reorderDemo1.read1(); }); t1.start(); t2.start(); } } }
上面的代碼里面，有三個成員變量，其中最后一個是用volatile修飾的，有2對方法：
第一對方法里面：
private int count=2; private boolean flag=false; private volatile boolean sync=false; public void write1() { count=10; flag=true;//沒有volatile修飾，實際執行順序，有可能是flag=true先執行 } public void read1() { if(flag){ System.out.print(count); // 有些jvm會打印10，有些jvm會打印2，這是不確定的 } }
上面的代碼，由於指令會重排序，當線程一里面執行write1方法的flag=true的時候，同時線程2執行了read1方法，那么count的值是不確定的，可能是10，也可能是2，這個其實和操作系統有很大關系，如果cpu不支持指令重排，那么就不會出現問題，比如在X86的CPU上運行代碼測試，可能不會出現多個值，但這不能說明其他的操作系統也不會出現。指令重排序在多線程環境下會帶來不確定性，想要正確的使用，需要理解JMM內存模型。
第二對方法里面：
private int count=2; private boolean flag=false; private volatile boolean sync=false; public void write2() { count=10; sync=true;// 由於出現了volatile，所以這里禁止重排序 } public void read2() { if(sync){ System.out.print(count); // 在jdk5之后，由volatile保證，count的值總是等於10 } }
注意這里的sync變量是加了volatile修飾，意味着禁止了重排序，第一個線程調用write2方法時候，同樣第二個線程在調用read2方法時候，如果sync=true，那么count的值一定是10，有朋友可能會說count變量沒有用volatile修飾啊，如何保證100%可見性呢？ 確實在jdk5之前volatile關鍵字確實存在這種問題，必須都得加volatile修飾，但是在jdk5及以后修復了這個問題，也就是在jsr133里面增強了volatile關鍵字的語義，volatile變量本身可以看成是一個柵欄，能夠保證在其前后的變量也具有volatile語義，同時由於volatile的出現禁止了重排序，所以在多線程下仍然可以得到正確的結果。
總結：
在Java里面除了volatile有禁止重排序的功能，內置鎖synchronized和並發包的Lock也都有同樣的語義。同步手段解決的主要問題是要保證代碼執行的原子性，有序性，可見性。內置鎖和J.U.C的鎖同時具有這三種功能，而volatile不能保證原子性，所以在必要的時候還需要配合鎖一起使用，才能編寫出正確的多線程應用。