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。

挥发性(vɒlətʌɪl):在常温下容易挥发

关于volatile的重要一点:

Synchronization in Java is possible by using Java keywords synchronized and volatile and locks. In Java, we can not have synchronized variable. Using synchronized keyword with a variable is illegal and will result in compilation error. Instead of using the synchronized variable in Java, you can use the java volatile variable, which will instruct JVM threads to read the value of volatile variable from main memory and don’t cache it locally. If a variable is not shared between multiple threads then there is no need to use the volatile keyword.

源

volatile用法示例:

public class Singleton {
    private static volatile Singleton _instance; // volatile variable
    public static Singleton getInstance() {
        if (_instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (_instance == null)
                    _instance = new Singleton();
            }
        }
        return _instance;
    }
}

我们在第一个请求到来时惰性地创建实例。

如果我们不使_instance变量为volatile，那么创建Singleton实例的线程就不能与其他线程通信。因此，如果线程A正在创建单例实例，在创建后，CPU损坏等，所有其他线程将无法看到_instance的值不为空，他们将认为它仍然被分配为空。

为什么会发生这种情况?因为读线程不做任何锁，直到写线程从同步块中出来，内存不会被同步，_instance的值也不会在主存中更新。使用Java中的Volatile关键字，这是由Java本身处理的，这样的更新将对所有读取线程可见。

结论:volatile关键字也用于线程之间的内存内容通信。

without volatile的用法示例:

public class Singleton {    
    private static Singleton _instance;   //without volatile variable
    public static Singleton getInstance() {   
        if (_instance == null) {  
            synchronized(Singleton.class) {  
                if (_instance == null) 
                    _instance = new Singleton(); 
            } 
        }
        return _instance;  
    }
}

The code above is not thread-safe. Although it checks the value of instance once again within the synchronized block (for performance reasons), the JIT compiler can rearrange the bytecode in a way that the reference to the instance is set before the constructor has finished its execution. This means the method getInstance() returns an object that may not have been initialized completely. To make the code thread-safe, the keyword volatile can be used since Java 5 for the instance variable. Variables that are marked as volatile get only visible to other threads once the constructor of the object has finished its execution completely. Source

Java中不稳定的用法:

快速失败迭代器通常使用list对象上的volatile计数器实现。

当列表更新时，计数器会递增。 创建Iterator时，计数器的当前值嵌入到Iterator对象中。 当执行Iterator操作时，该方法比较两个计数器值，如果不相同则抛出ConcurrentModificationException异常。

故障安全迭代器的实现通常是轻量级的。它们通常依赖于特定列表实现的数据结构的属性。没有一般的模式。

对于长变量和双变量类型的读写操作的处理，目前还没有人提及。读和写对于引用变量和大多数基本变量都是原子操作，长变量和双变量类型除外，它们必须使用volatile关键字作为原子操作。@link

Volatile变量基本上用于主共享缓存线上的即时更新(刷新)，以便立即将更改反映到所有工作线程。

如果您有一个多线程系统，这些多线程处理一些共享数据，这些线程将在它们自己的缓存中加载数据。如果我们不锁定资源，在一个线程中所做的任何更改都不会在另一个线程中可用。

使用锁定机制，我们可以添加对数据源的读/写访问。如果一个线程修改了数据源，该数据将存储在主存中而不是它的缓存中。当其他线程需要这个数据时，它们将从主存中读取它。这将显著增加延迟。

为了减少延迟，我们将变量声明为volatile。这意味着无论何时变量的值在任何处理器中被修改，其他线程都将被迫读取它。它仍然有一些延迟，但比从主存中读取要好。

从oracle文档页，需要volatile变量来修复内存一致性问题:

使用易失性变量可以降低内存一致性错误的风险，因为对易失性变量的任何写入都会与该变量的后续读取建立happens-before关系。

这意味着对volatile变量的更改总是对其他线程可见。这也意味着当线程读取一个volatile变量时，它不仅看到了volatile的最新更改，还看到了导致更改的代码的副作用。

正如在Peter Parker的回答中解释的那样，在没有volatile修饰符的情况下，每个线程的堆栈都可能有自己的变量副本。通过将变量设置为volatile，可以修复内存一致性问题。

为了更好地理解，请查看jenkov教程页面。

看一下相关的SE问题，了解更多关于volatile的细节和使用volatile的用例:

Java中volatile和synchronized的区别

一个实际的用例:

你有很多线程，它们需要以特定的格式打印当前时间，例如:java.text.SimpleDateFormat("HH-mm-ss")。可以有一个类，它将当前时间转换为SimpleDateFormat，并每一秒更新一次变量。所有其他线程都可以使用这个易失性变量在日志文件中打印当前时间。