1. volatile 原理
Volatile 是輕量級的synchronized，保證了共享變量的可見性（一個線程修改共享變量，另一個變量能讀到這個修改的值。），volatile不會引起線程上下文的切換和調度，所以比synchronized執行成本低。
volatile 修飾的共享變量，進行寫操作的時候會多出一行lock開頭的彙編指令。Lock前綴的指令做了兩件事：
1）將當前處理器的緩存行的數據寫回系統內存。（此時處理器會獨佔內存）
2）同時使其他cpu裏緩存該內存地址的數據無效。實現緩存一致性協議：每個處理器利用嗅探技術訪問系統內存和其它處理器的內部緩存，當出現數據不一致的時候，就要設置成無效狀態（緩存行失效），然後下次訪問該處理器緩存行的數據時候，需要重新從內存中讀取到處理器緩存中（緩存行填充）。
CPU術語的定義
2. Volatile 寫讀的內存語義以及實現
線程A寫volatile變量，JMM會把該線程對應的本地內存的共享變量值刷新到主存中。通過主存向接下來要讀這個volatile變量的線程發出消息。
線程B讀一個volatile變量，JMM會把線程對應的本地內存置爲無效，接收之前線程發出的消息，從主存中讀取共享變量，這樣線程B在讀之前的所有寫都是可見的。
實現：編譯器在生成字節碼時，在指令序列中插入內存屏障來禁止處理器指令重排序。
保守插入策略：
1）每個volatile寫前插入StoreStore屏障
2）每個volatile寫後插入StoreLoad屏障
3）每個volatile讀後插入LoadLoad屏障
4）每個volatile讀後插入LoadStore屏障
x86處理器只會對寫-讀操作做重排序，因此，可以省略3種內存屏障，只需要在volatile寫後插入一個StoreLoad屏障即可實現volatile內存語義。volatile寫的開銷大於讀的開銷。
3.Volatile的使用優化
LinkedTransferQueue這個類在使用volatile變量的時候，用追加的字節的方式來優化出隊和入隊。
LinkedTransferQueue 用一個內部類來定義隊列的頭結點和尾節點，內部類PaddedAtomicReference追加了15個變量（共60字節），加上父類的value變量，一共64字節。
爲什麼追加字節可以優化呢？
因爲很多處理器的高速緩存行是64字節寬。當字節不足64的時候，處理器會將它們都讀到同一個高速緩存行，所以如果兩個volatile節點同時寫操作就會相互鎖住同一個緩存行。
以下可以不用這種方式：
a.當處理器的高速緩存行不是64字節寬；
b.Volatile變量寫入沒有那麼頻繁。
4.Volatile在雙重檢查的單例模式的使用
雙重檢查的由來。
（1）
問題：非線程安全的。造成2重複執行。
(2)
問題：synchronized鎖住了整個方法。當訪問線程數多的時候，性能低。
(3)
問題：
Instance=new Instance() 創建對象的時候，可以分成
（1）分配對象內存空間
（2）初始化對象
（3）使instance指向剛分配的內存地址。
這時（2）和（3）之間可能會發生重排序。因爲在單線程中，（2）（3）重排序也不會影響結果。
而在多線程中，線程1執行new instance（）的時候步驟（2）（3）發生重排序。使得instance先指向分配好的內存地址，而沒有初始化對象。此時線程2 執行if（instance==null）判斷不爲空，直接返回instance。
但是這使instance沒有初始化，導致返回錯誤。
(4)
這是正確寫法。Volatile 保證new instance（）的時候步驟（2）（3）不會發生指令重排序，也就是對象先初始化再將instance的引用指向對象內存地址。
參考： java併發編程的藝術