Java 語言中的 volatile 變數可以被看作是一種 “程度較輕的 synchronized”；與synchronized 塊相比，volatile 變數所需的編碼較少，並且執行時開銷也較少，但是它所能實現的功能也僅是 synchronized 的一部分。本文介紹了幾種有效使用 volatile 變數的模式，並強調了幾種不適合使用 volatile 變數的情形。

鎖提供了兩種主要特性：互斥（mutual exclusion） 和可見性（visibility）。互斥即一次只允許一個執行緒持有某個特定的鎖，因此可使用該特性實現對共享資料的協調訪問協議，這樣，一次就只有一個執行緒能夠使用該共享資料。可見性要更加複雜一些，它必須確保釋放鎖之前對共享資料做出的更改對於隨後獲得該鎖的另一個執行緒是可見的 —— 如果沒有同步機制提供的這種可見性保證，執行緒看到的共享變數可能是修改前的值或不一致的值，這將引發許多嚴重問題。

Volatile 變數具有 synchronized 的可見性特性，但是不具備原子特性。這就是說執行緒能夠自動發現 volatile 變數的最新值。Volatile 變數可用於提供執行緒安全，但是隻能應用於非常有限的一組用例：多個變數之間或者某個變數的當前值與修改後值之間沒有約束。因此，單獨使用 volatile 還不足以實現計數器、互斥鎖或任何具有與多個變數相關的不變式（Invariants）的類（例如 “start <=end”）。

出於簡易性或可伸縮性的考慮，您可能傾向於使用 volatile 變數而不是鎖。當使用 volatile 變數而非鎖時，某些習慣用法（idiom）更加易於編碼和閱讀。此外，volatile 變數不會像鎖那樣造成執行緒阻塞，因此也很少造成可伸縮性問題。在某些情況下，如果讀操作遠遠大於寫操作，volatile 變數還可以提供優於鎖的效能優勢。

您只能在有限的一些情形下使用 volatile 變數替代鎖。要使 volatile 變數提供理想的執行緒安全，必須同時滿足下面兩個條件：

• 對變數的寫操作不依賴於當前值。
• 該變數沒有包含在具有其他變數的不變式中。

實際上，這些條件表明，可以被寫入 volatile 變數的這些有效值獨立於任何程式的狀態，包括變數的當前狀態。

第一個條件的限制使 volatile 變數不能用作執行緒安全計數器。雖然增量操作（x++）看上去類似一個單獨操作，實際上它是一個由讀取－修改－寫入操作序列組成的組合操作，必須以原子方式執行，而 volatile 不能提供必須的原子特性。實現正確的操作需要使x 的值在操作期間保持不變，而 volatile 變數無法實現這點。（然而，如果將值調整為只從單個執行緒寫入，那麼可以忽略第一個條件。）

大多數程式設計情形都會與這兩個條件的其中之一衝突，使得 volatile 變數不能像 synchronized 那樣普遍適用於實現執行緒安全。