作用

1. 可以保证在多线程环境下共享变量的可见性。
2. 通过增加内存屏障防止多个指令之间的重排序。

可见性

是指当一个线程对于共享变量的修改，其他线程可以立刻看到修改之后的一个值。这个可见性问题，本质上是由多方面造成的。

CPU层面的高速缓存

在CPU里面设计了三级缓存去解决CPU运算效率和内存IO效率的问题。但是这也带来了缓存一致性的问题。而在多线程并行执行的情况下，缓存一致性问题就会导致可见性问题。对于增加了volatiile关键字的修饰的一个共享变量，JVM虚拟机会自动去增加一个#lock汇编指令。而这个指令会去根据不同的CPU型号去自动添加总线锁或者缓存锁。
【补充】：
总线锁：他锁定的是CPU的前端总线，从而去导致在同一个时刻只能有一个线程和内存通信。这样就避免了多线程并发造成的可见性问题。
缓存锁：缓存锁是对总线锁的一个优化，因为总线锁导致CPU的使用效率大幅度下降。所以缓存锁只针对CPU三级缓存中的目标数据去加锁。而缓存锁是使用MESI缓存一致性协议来实现的。

指令重排序

指令在编写的数据和执行顺序是不一致的。从而在多线程环境下导致可见性问题。指令重排序本质上是一种性能优化的手段。它来自于几个方面：首先第一个方面是CPU层面，针对于MESI协议的更进一步的优化去提升CPU的一个利用率，所以他引入一个叫StoreBuffer的一个机制。这个优化机制会导致CPU的乱序执行。

当然，为了避免这样的问题，CPU提供了内存屏障指令。上层应用可以在合适的地方去插入内存屏障，去避免CPU指令重排序的一个问题。

编译器层面的优化

编译器在编译的过程中，在不改变单线程语义和程序正确性的前提下，对指令进行合理的重排序，从而去优化整体的一个性能。所以，对于共享变量增加了volatile关键字，那么编译器层面就不会去触发编译器的优化。同时在JVM里面，他会插入内存屏障指令来去避免重排序的问题。

补充

当然除了volatile关键字以外，从JDK1.5开始JVM就使用了一种Happens-Before的模型去描述多线程之间的可见性的一个关系，也就是说如果两个操作之间具备Happens-Before关系那么意味着这两个操作具备可见性的一个关系。不需要再额外去考虑增加volatile关键字来提供可见性的一个保障。

参考资料：【Java面试】被面试官问：volatile关键字有什么用？