揮発性修飾子の基本特性

volatile修飾子が適用された共有変数（クラスメンバ変数、静的メンバ変数）は次の特性を獲得します：

1. 異なるスレッド間での可視性の保証（変数変更が即時に他スレッドに反映）
2. 命令の再順序付けの禁止
3. 原子性（atomicity）は保証しない

※ synchronizedとLockは可視性・順序性・原子性の全てを保証

メモリ可視性のメカニズム

Javaメモリモデルにおける動作原理：

// スレッド1
int temp = sharedValue;  // 主記憶から読み取り
temp = temp + 10;        // 作業メモリで変更
sharedValue = temp;      // 主記憶へ書き戻し

// スレッド2
int localCopy = sharedValue; // 変更前の古い値を取得

volatile変数は：

• 書き込み時に直ちに主記憶を更新
• 他スレッドのキャッシュを無効化

命令再順序付けの制御

典型的なダブルチェックロッキングパターン：

private volatile static Singleton uniqueInstance;

public static Singleton getInstance() {
    if (uniqueInstance == null) {
        synchronized (Singleton.class) {
            if (uniqueInstance == null) {
                uniqueInstance = new Singleton();
            }
        }
    }
    return uniqueInstance;
}

volatileなしの場合：

1. メモリ割当
2. 参照代入（未初期化状態）
3. コンストラクタ実行

volatileによりコンストラクタ完了まで参照代入をブロック

有効な適用ケース

状態フラグ管理

volatile boolean isReady = false;

// 初期化スレッド
configuration = loadSettings();
isReady = true;

// 処理スレッド
while (!isReady) {
    Thread.yield();
}
processConfiguration(configuration);

原子性操作の限界

volatileが保証しない操作例：

volatile int counter = 0;

// スレッド安全ではない
public void increment() {
    counter++;  // 読み取り→変更→書き込みの非原子操作
}

基本型の直接代入のみ原子性を保証：

volatile int flag = 1;  // 安全
volatile DataPacket packet = new DataPacket(); // 参照代入は原子操作

同期メカニズムの比較