什么叫做可见性
可见性又叫读写可见。即一个共享变量N，当有两个线程T1、T2同时获取了N的值，T1修改N的值，而T2读取N的值，可见性规范要求T2读取到的值必须是T1修改后的值。
volatile保证可见性原理
java内存模型大致由工作内存和主存阻塞。
以多核CPU为例（两核），CPU的速度比内存要快，CPU都会有自己的高速缓存区，当内核运行的线程执行一段代码时，首先要将这段代码的指令集填充到高速缓存，若是变量被CPU修改后，会将修改的值刷新到高速缓存，然后在刷新到内存中。此时若另一个内核使用这个变量，这个变量依然是旧的。
而volatile关键字解决的问题就是：当一个线程写入该值后，另一个线程读取的必定是新值。
volatile保证了修饰的共享变量在转换为汇编语言时，会加上一个以lock为前缀的指令，当CPU发现这个指令时，立即会做两件事情：
- 将当前内核中线程工作内存中该共享变量刷新到主存；
- 通知其他内核里缓存的该共享变量内存地址无效；
MESI协议：在早期的CPU中，是通过在总线加LOCK#锁的方式实现的，但是这种方式开销太大，所以Intel开发了缓存一致性协议，也就是MESI协议。该缓存一致性思路：当CPU写数据时，如果发现操作的变量时共享变量，即其他线程的工作内存也存在该变量，于是会发信号通知其他CPU该变量的内存地址无效。当其他线程需要使用这个变量时，如内存地址失效，那么它们会在主存中重新读取该值。
volatile是一种非锁机制，这种机制可以避免锁机制引起的上下文切换。
volatile为什么没有原子性
volatile保证了读写一致性。但是当线程2已经使用旧值完成了运算指令，且将要回写到内存时，是不能保证原子性的。
具体化：使用git或svn开发项目时存在主干和分支，有一个全项目都使用的枚举类，所以小A修改了该类立即提交主干，并通知组内成员：“你们使用这个类时需要在主干上拉取一下”，但是此时小B在旧版本开发完毕并且正在提交这个类，导致了冲突。
volatile防止指令重排
普通变量仅仅会保证在该方法执行过程中所有依赖赋值结果的地方都能得到正确的结果，而不能保证变量赋值操作的顺序域代码中的执行顺序一致。
被volatile修饰的变量，会加一个lock前缀的汇编指令。若变量被修改后，会立刻将变量由工作内存回写到主存中。那么意味了之前的操作已经执行完毕。这就是内存屏障。
指针重排的危害(常出现在双重锁模式DCL（Double Check Lock）下)：
//双重锁模式
class Foo {
private SingleTon Instance = null;
public SingleTon getSingleTon() {
if (Instance == null)
synchronized(this) {
if (Instance == null)
Instance = new SingleTon();
}
return Instance;
}
// other functions and members...
}
JVM对于 Instance = new SingleTon(); 这段代码的执行顺序是：
1）堆内存开辟一段空间给实例对象A；
2）给实例对象A赋值；
3）栈内存开辟空间存入指向该实例对象A的指针(指针指向对象A)
但是，由于JVM的执行乱序问题，有可能会出现1）步走完跳过2）步直接执行第3）步，这会引发一个什么问题？
假如单例模式类SingleTon有其他成员变量并且在构造函数里给这个成员变量赋了默认值，那么问题就出现了：线程A访问单例模式类并且顺利创建了一个整个应用程序唯一实例Instance，但由于JVM乱序问题导致Instance在没有给自己的成员变量赋好默认值的情况下就被创建了出来，此时虽然有这个唯一实例对象，但是这个实例对象并不完整！成员变量没有赋予指定默认值。当线程B访问SingleTon的时候发现已经有实例对象了，B便直接释放锁得到这个由A创建的实例对象，B调用了实例对象的成员变量发现变量值是错误的，以上就是DCL失效问题。
解决DCL失效问题的方法：volatile关键字，实际上就是给步骤3)加了一个lock，无论1）2）是不是乱序，只要是获得了lock，那效果就等同于1）2）顺序执行。
3. 浅谈原子性、可见性与有序性
3.1 原子性：
我们大致可以认为基本数据类型的访问读写时具有原子性的（例外的就是long和double的非原子性协议）。如果应用场景需要一个更大范围的原子性保证。那么就需要synchronized关键字保证了。
3.2 可见性：
可见性是指当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即感知这个修改。Java内存模型通常在变量修改后将新值同步回主内存，在变量读取前从主内存刷新变量值，依赖主内存作为传递媒介的方式实现可见性的。无论是普通变量还是volatile变量都是如此，普通变量和volatile变量的唯一区别就是：volatile的特殊规则保证了新值能立即同步到主内存，以及每次使用前立即从主内存刷新。因此volatile保证了多线程操作时变量的可见性，而普通变量则不能保证这一点。
除了volatile之外，Java还有两个关键字能实现可见性，即synchronized和final。
- synchronized可见性是由“对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存这条规则获得的”，而final关键字的可见性是指：
- 在1.5版本之前，除了值不可改变以外，final字段其实和普通的字段一样。在1.5以后的Java内存模型中，对final类型变量重排进行了约束。现在只要我们的提供正确的构造函数没有逸出，那么在构造函数初始化的final字段的最新值，必定可以被其他线程所看到。
3.3 有序性：
Java程序天然的有序性可以概括为：如果在本线程内观察，所有的操作都是有序的；如果在一个线程观察另一个线程，所以的操作都是无序的。前半句指的是“线程内表现为串行的语义”，后半句指的是“指令重排序”现象和“工作内存与主内存的同步延迟”现象。
Java语言提供了volatile和synchronized两个关键字保证线程之间操作的有序性。volatile关键字本身就包含了禁止指令重排序的语义，而synchronized则是由“一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作”这条规则获取的。
参考文章：
Java并发编程之this逃逸问题
DCL（Double Check Lock）双重锁单例模式与DCL失效问题
https://www.jianshu.com/p/c1b6806616f9
