每个访问volatile字段的线程在继续之前都会读取它的当前值，而不是(可能)使用缓存的值。

只有成员变量可以是易变的或瞬变的。

是的，当你想要一个可变变量被多个线程访问时，必须使用volatile。这不是很常见的用例，因为通常你需要执行不止一个原子操作(例如，在修改变量之前检查变量状态)，在这种情况下，你会使用同步块代替。

虽然我在这里提到的答案中看到了许多很好的理论解释，但我在这里添加了一个实际的例子来解释:

1.

代码在不使用volatile的情况下运行

public class VisibilityDemonstration {

private static int sCount = 0;

public static void main(String[] args) {
    new Consumer().start();
    try {
        Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
        return;
    }
    new Producer().start();
}

static class Consumer extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        int localValue = -1;
        while (true) {
            if (localValue != sCount) {
                System.out.println("Consumer: detected count change " + sCount);
                localValue = sCount;
            }
            if (sCount >= 5) {
                break;
            }
        }
        System.out.println("Consumer: terminating");
    }
}

static class Producer extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        while (sCount < 5) {
            int localValue = sCount;
            localValue++;
            System.out.println("Producer: incrementing count to " + localValue);
            sCount = localValue;
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                return;
            }
        }
        System.out.println("Producer: terminating");
    }
}
}

在上面的代码中，有两个线程——生产者和消费者。

生产者线程在循环中迭代5次(睡眠时间为1000毫秒或1秒)。在每次迭代中，生产者线程将sCount变量的值增加1。因此，在所有迭代中，生产者将sCount的值从0更改为5

使用者线程处于一个常量循环中，每当sCount的值发生变化时，它就会打印，直到值达到5为止。

两个循环同时开始。因此，生产者和消费者都应该将sCount的值打印5次。

输出

Consumer: detected count change 0
Producer: incrementing count to 1
Producer: incrementing count to 2
Producer: incrementing count to 3
Producer: incrementing count to 4
Producer: incrementing count to 5
Producer: terminating

分析

In the above program, when the producer thread updates the value of sCount, it does update the value of the variable in the main memory(memory from where every thread is going to initially read the value of variable). But the consumer thread reads the value of sCount only the first time from this main memory and then caches the value of that variable inside its own memory. So, even if the value of original sCount in main memory has been updated by the producer thread, the consumer thread is reading from its cached value which is not updated. This is called VISIBILITY PROBLEM .

2.

代码使用volatile运行

在上面的代码中，用下面的代码替换声明了sCount的代码行:

private volatile  static int sCount = 0;

输出

Consumer: detected count change 0
Producer: incrementing count to 1
Consumer: detected count change 1
Producer: incrementing count to 2
Consumer: detected count change 2
Producer: incrementing count to 3
Consumer: detected count change 3
Producer: incrementing count to 4
Consumer: detected count change 4
Producer: incrementing count to 5
Consumer: detected count change 5
Consumer: terminating
Producer: terminating

分析

当我们声明一个变量为volatile时，这意味着所有对这个变量的读写操作都将直接进入主存。这些变量的值永远不会被缓存。

由于sCount变量的值永远不会被任何线程缓存，消费者总是从主内存中读取sCount的原始值(在那里由生产者线程更新)。因此，在这种情况下，输出是正确的，两个线程都打印了5次不同的sCount值。

通过这种方式，volatile关键字解决了可见性问题。

下面是一个非常简单的代码，演示了volatile for variable的需求，它用于从其他线程控制线程执行(这是需要volatile的一个场景)。

// Code to prove importance of 'volatile' when state of one thread is being mutated from another thread.
// Try running this class with and without 'volatile' for 'state' property of Task class.
public class VolatileTest {
    public static void main(String[] a) throws Exception {
        Task task = new Task();
        new Thread(task).start();

        Thread.sleep(500);
        long stoppedOn = System.nanoTime();

        task.stop(); // -----> do this to stop the thread

        System.out.println("Stopping on: " + stoppedOn);
    }
}

class Task implements Runnable {
    // Try running with and without 'volatile' here
    private volatile boolean state = true;
    private int i = 0;

    public void stop() {
        state = false;
    } 

    @Override
    public void run() {
        while(state) {
            i++;
        }
        System.out.println(i + "> Stopped on: " + System.nanoTime());
    }
}

当不使用volatile时:即使在“stop on: xxx”之后，你也永远不会看到“Stopped on: xxx”消息，并且程序继续运行。

Stopping on: 1895303906650500

当使用volatile时:你会立即看到'Stopped on: xxx'。

Stopping on: 1895285647980000
324565439> Stopped on: 1895285648087300

演示:https://repl.it/repls/SilverAgonizingObjectcode

Volatile变量是轻量级同步。当所有线程之间的最新数据可见性是必需的，并且原子性可能会受到损害时，在这种情况下，Volatile变量必须是首选。对volatile变量的读取总是返回任何线程最近完成的写操作，因为它们既不缓存在寄存器中，也不缓存在其他处理器看不到的缓存中。Volatile是无锁的。当场景满足上面提到的条件时，我使用volatile。

Volatile执行以下操作。

不同线程对volatile变量的读写总是从内存，而不是从线程自己的缓存或cpu寄存器。所以每个线程总是处理最新的值。 2>当两个不同的线程在堆中使用相同的实例或静态变量时，其中一个线程可能会认为其他线程的操作是无序的。请看jeremy manson的博客。但不稳定在这里有所帮助。

下面完全运行的代码展示了如何在不使用synchronized关键字的情况下以预定义的顺序执行多个线程并打印输出。

thread 0 prints 0
thread 1 prints 1
thread 2 prints 2
thread 3 prints 3
thread 0 prints 0
thread 1 prints 1
thread 2 prints 2
thread 3 prints 3
thread 0 prints 0
thread 1 prints 1
thread 2 prints 2
thread 3 prints 3

为了实现这一点，我们可以使用以下完整的运行代码。

public class Solution {
    static volatile int counter = 0;
    static int print = 0;
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Thread[] ths = new Thread[4];
        for (int i = 0; i < ths.length; i++) {
            ths[i] = new Thread(new MyRunnable(i, ths.length));
            ths[i].start();
        }
    }
    static class MyRunnable implements Runnable {
        final int thID;
        final int total;
        public MyRunnable(int id, int total) {
            thID = id;
            this.total = total;
        }
        @Override
        public void run() {
            // TODO Auto-generated method stub
            while (true) {
                if (thID == counter) {
                    System.out.println("thread " + thID + " prints " + print);
                    print++;
                    if (print == total)
                        print = 0;
                    counter++;
                    if (counter == total)
                        counter = 0;
                } else {
                    try {
                        Thread.sleep(30);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // log it
                    }
                }
            }
        }
    }
}

下面的github链接有一个自述，它给出了适当的解释。 https://github.com/sankar4git/volatile_thread_ordering