1、要使volatile变量提供理想的线程安全，必须同时满足以下两个条件：

1）、对变量的写操作不依赖于当前值；

2）、该变量没有包含在具有其他变量的不变式中。

第一个条件的限制使volatile变量不能用作线程安全的计数器。虽然增了操作(x++)看上去类似一个单独操作，实际上它是一个由读取-修改-写入操作序列组成的组合操作，必须以原子方式执行，而volatile不能提供必须的原子特性。实现正确的操作需要使x的值在操作期间保持不变，而volatile变量无法实现这一点。

2、一般共享变量是存放中主内存中，每一个线程都有一个属于自己的工作内存；当一个线程开始时，会将变量从主内存中拷贝一份副本放在自己的工作内存中，当使用时就高效多了，当有更改时，会回写到主内存中；当此时有多个线程对同一个共享变量进行操作时，只会操作属于自己线程的工作内存，之后回写到主内存中，相互之间不会有影响，故此时会有多线程安全问题。当该共享变量使用volatile修改时，一个线程对其进行了修改，则其回写到主内存时，会告知其他有该共享变量的副本，该副本已经失效了，故其他线程要使用该共享变量时，就会重新从主内存中拷贝一份副本到本线程中，以确保其线程内使用的都是最新的。

3、一般一个线程对变量的操作需要经历从主内存中读取Read--->加载到工作线程中load---->在工作线程中使用use--->该该共享变量进行赋值asign--->对该共享变量进行存储store--->将该共享变量回写到主内存中write。

4、一个共享变量被volatile修饰之后，就具备两层含义：

1）、保证不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了变量的值，该变量的新值对其他线程来说是立即可见的，但不保证操作的原子性；

2）、禁止进行指令重排。

5、使用synchronized可以保证变量修改的可见性和原子性，而volatile只能保证变量的可见性；synchronized是重量级的加锁，且开销大，而volatile是轻量级的无锁，且开销小

6、对于volatile修饰的引用类型（包括对象、数组等），其仅仅是保证引用地址的可见性，而不是引用指向的对象中元素的可见性。

7、一般64位的long和double是非原子操作的，是使用高低32位来进行赋值的，故这种64位的变量的赋值是非原子操作的，但在现代JVM中，都已保证该赋值操作是原子操作的。

8、关于指令重排，是指处理器为了提高处理速度将一些指令重新排序，但保证最终的结果是一致的，跟重排前的结果一样，这种是允许的；而volatile能防止指令重排，可以认为是在指令中增加了内存屏障，使在该volatile修饰的变量所属的指令，在没有使用之前，其前面的指令可以放在该指令之后，其后面的指令同样可以放在该指令之前，但有了该修改，则不会这样。

参考：

http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp06197.html

http://www.infoq.com/cn/articles/ftf-java-volatile