1. volatile 原理
Volatile 是轻量级的synchronized，保证了共享变量的可见性（一个线程修改共享变量，另一个变量能读到这个修改的值。），volatile不会引起线程上下文的切换和调度，所以比synchronized执行成本低。
volatile 修饰的共享变量，进行写操作的时候会多出一行lock开头的汇编指令。Lock前缀的指令做了两件事：
1）将当前处理器的缓存行的数据写回系统内存。（此时处理器会独占内存）
2）同时使其他cpu里缓存该内存地址的数据无效。实现缓存一致性协议：每个处理器利用嗅探技术访问系统内存和其它处理器的内部缓存，当出现数据不一致的时候，就要设置成无效状态（缓存行失效），然后下次访问该处理器缓存行的数据时候，需要重新从内存中读取到处理器缓存中（缓存行填充）。
CPU术语的定义
2. Volatile 写读的内存语义以及实现
线程A写volatile变量，JMM会把该线程对应的本地内存的共享变量值刷新到主存中。通过主存向接下来要读这个volatile变量的线程发出消息。
线程B读一个volatile变量，JMM会把线程对应的本地内存置为无效，接收之前线程发出的消息，从主存中读取共享变量，这样线程B在读之前的所有写都是可见的。
实现：编译器在生成字节码时，在指令序列中插入内存屏障来禁止处理器指令重排序。
保守插入策略：
1）每个volatile写前插入StoreStore屏障
2）每个volatile写后插入StoreLoad屏障
3）每个volatile读后插入LoadLoad屏障
4）每个volatile读后插入LoadStore屏障
x86处理器只会对写-读操作做重排序，因此，可以省略3种内存屏障，只需要在volatile写后插入一个StoreLoad屏障即可实现volatile内存语义。volatile写的开销大于读的开销。
3.Volatile的使用优化
LinkedTransferQueue这个类在使用volatile变量的时候，用追加的字节的方式来优化出队和入队。
LinkedTransferQueue 用一个内部类来定义队列的头结点和尾节点，内部类PaddedAtomicReference追加了15个变量（共60字节），加上父类的value变量，一共64字节。
为什么追加字节可以优化呢？
因为很多处理器的高速缓存行是64字节宽。当字节不足64的时候，处理器会将它们都读到同一个高速缓存行，所以如果两个volatile节点同时写操作就会相互锁住同一个缓存行。
以下可以不用这种方式：
a.当处理器的高速缓存行不是64字节宽；
b.Volatile变量写入没有那么频繁。
4.Volatile在双重检查的单例模式的使用
双重检查的由来。
（1）
问题：非线程安全的。造成2重复执行。
(2)
问题：synchronized锁住了整个方法。当访问线程数多的时候，性能低。
(3)
问题：
Instance=new Instance() 创建对象的时候，可以分成
（1）分配对象内存空间
（2）初始化对象
（3）使instance指向刚分配的内存地址。
这时（2）和（3）之间可能会发生重排序。因为在单线程中，（2）（3）重排序也不会影响结果。
而在多线程中，线程1执行new instance（）的时候步骤（2）（3）发生重排序。使得instance先指向分配好的内存地址，而没有初始化对象。此时线程2 执行if（instance==null）判断不为空，直接返回instance。
但是这使instance没有初始化，导致返回错误。
(4)
这是正确写法。Volatile 保证new instance（）的时候步骤（2）（3）不会发生指令重排序，也就是对象先初始化再将instance的引用指向对象内存地址。
参考： java并发编程的艺术