volatile解决了什么问题，底层原理是什么

一、解决了什么问题

volatile 是多线程环境下的一个轻量级的同步机制，它主要解决了两个问题：内存可见性 和禁止指令重排序。它不能保证原子性。

内存可见性：
各线程从主内存读取变量到自己的工作内存，线程在自己的工作内存中更新变量，在未来的某个时间点，将修改更新到主内存中。
该过程中，若无 volatile修饰，则其它线程无法立即看到当前线程的修改。volatile修饰后，当前线程修改后强制、立即刷到主内存，且基于Happens-Before原则，volatile修饰的变量的读操作必须在写操作之后，所以其它线程可以立即看到当前线程的修改。

指令重排：
为了优化性能，编译器和处理器可能会在不改变单线程程序语义的前提下，重新排序指令的执行顺序。但在多线程环境下，这种重排序可能导致意想不到的结果
使用 volatile 修饰变量可以禁止 JVM 和处理器对相关的指令进行重排序，保证顺序上的正确性。

二、实现原理

volatile的语义是通过编译后生成的内存屏障来实现的，内存屏障本质是一类CPU指令。
JMM为volatile变量的读写提供了不同类型的内存屏障：

1. 在每个volatile写操作之前，插入一个 StoreStore内存屏障。作用是，确保在该屏障前的所有普通写操作都刷新到主内存之后，才执行volatile写操作，这样保证了volatile修改时的内容在各线程间是一致的
2. 在每个volatile写操作之后，插入一个StoreLoad内存屏障。作用是，确保 volatile 写操作的结果立即对其他线程可见（刷新到主内存），并且会禁止与后续的 volatile 读/写操作重排序。注意，该内存屏障的开销相比其它屏障来说，开销更大
3. 在每个volatile读操作之后，插入LoadLoad、LoadStore内存屏障。作用是，确保在执行后续的指令之前，必须先重新从主内存加载 volatile 变量的最新值。并且禁止与前面的 volatile 读操作重排序

三、和synchronized的区别

	volatile	synchronized
本质	JVM轻量级的关键字	JVM重量级的关键字
原子性	不保证原子性	保证原子性
可见性	保证可见性	保证可见性
有序性	通过禁止指令重排保证有序性	通过同一时刻只有一个线程运行保证有序性
阻塞	不会造成线程阻塞	会造成线程阻塞
适用场景	状态标志等	复杂的复合操作，需要原子性的场景