假设一个线程修改了一个共享变量的值，如果你没有对该变量使用volatile修饰符的话。当其他线程想要读取这个变量的值时，它们看不到更新后的值，因为它们是从CPU的缓存而不是RAM内存中读取变量的值。这个问题也被称为能见度问题。

通过将共享变量声明为volatile，所有对计数器变量的写入都将立即写入主存。同样，所有对counter变量的读取都将直接从主存中读取。

public class SharedObject {
    public volatile int sharedVariable = 0;
}

对于非易失性变量，不能保证Java虚拟机(JVM)何时将数据从主存读取到CPU缓存，或何时将数据从CPU缓存写入主存。这可能会导致几个问题，我将在下面的部分中解释这些问题。

例子:

想象这样一种情况，两个或多个线程可以访问一个共享对象，该对象包含一个声明如下的计数器变量:

public class SharedObject {
    public int counter = 0;
}

再想象一下，只有线程1增加计数器变量，但是线程1和线程2都可以不时地读取计数器变量。

如果计数器变量没有被声明为volatile，则不能保证计数器变量的值何时从CPU缓存写入主存。这意味着CPU缓存中的计数器变量值可能与主存中的不相同。这种情况如下所示:

线程看不到一个变量的最新值，因为它还没有被另一个线程写回主存，这个问题被称为“可见性”问题。一个线程的更新对其他线程是不可见的。

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。

Volatile只保证所有线程，甚至线程本身，都是递增的。例如:计数器在同一时间看到变量的同一面。它不是用来代替同步或原子或其他东西，它完全使读取同步。请不要将其与其他java关键字进行比较。如下例所示，volatile变量操作也是原子性的，它们会立即失败或成功。

package io.netty.example.telnet;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {

    public static volatile  int a = 0;
    public static void main(String args[]) throws InterruptedException{

        List<Thread> list = new  ArrayList<Thread>();
        for(int i = 0 ; i<11 ;i++){
            list.add(new Pojo());
        }

        for (Thread thread : list) {
            thread.start();
        }

        Thread.sleep(20000);
        System.out.println(a);
    }
}
class Pojo extends Thread{
    int a = 10001;
    public void run() {
        while(a-->0){
            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            Main.a++;
            System.out.println("a = "+Main.a);
        }
    }
}

即使你放不放，结果也总会不一样。但是，如果您像下面那样使用AtomicInteger，结果将始终相同。同步也是如此。

    package io.netty.example.telnet;

    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

    public class Main {

        public static volatile  AtomicInteger a = new AtomicInteger(0);
        public static void main(String args[]) throws InterruptedException{

            List<Thread> list = new  ArrayList<Thread>();
            for(int i = 0 ; i<11 ;i++){
                list.add(new Pojo());
            }

            for (Thread thread : list) {
                thread.start();
            }

            Thread.sleep(20000);
            System.out.println(a.get());

        }
    }
    class Pojo extends Thread{
        int a = 10001;
        public void run() {
            while(a-->0){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                Main.a.incrementAndGet();
                System.out.println("a = "+Main.a);
            }
        }
    }

用volatile关键字声明的变量有两个主要特性，这使得它很特殊。

如果我们有一个易失性变量，它不能被任何线程缓存到计算机的(微处理器)缓存内存中。访问总是发生在主存中。 如果对一个易失性变量正在进行写操作，并且突然请求了一个读操作，那么可以保证写操作将在读操作之前完成。

以上两个品质推断了这一点

所有读取volatile变量的线程肯定会读取最新的值。因为没有缓存值可以污染它。而且读请求只有在当前写操作完成后才会被授予。

另一方面，

如果我们进一步研究我提到的#2，我们可以看到volatile关键字是维护一个共享变量的理想方法，它有n个读线程，只有一个写线程可以访问它。一旦我们添加了volatile关键字，就完成了。没有任何线程安全方面的开销。

交谈,

我们不能仅仅使用volatile关键字来满足有多个写入线程访问它的共享变量。

Volatile对于停止线程非常有用。

并不是说您应该编写自己的线程，Java 1.6有很多不错的线程池。但是如果你确定你需要一个线程，你需要知道如何停止它。

我使用的线程模式是:

public class Foo extends Thread {

  private volatile boolean close = false;

  public void run() {
    while(!close) {
      // do work
    }
  }
  public void close() {
    close = true;
    // interrupt here if needed
  }
}

在上面的代码段中，while循环中读取close的线程与调用close()的线程不同。如果没有volatile，运行循环的线程可能永远看不到关闭的更改。

注意，这里不需要同步

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