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std::atomic<T>类型和volatile的功能完全不同，前者应该被用于实现并发的原子操作，而后者应该用于存储在特殊内存中的对象。 -
std::atomic<T>模板的实例化对象保证对该对象的操作对于所有线程都是原子的，表现如同受 mutex 保护一样（但是实现上一般会使用比 mutex 更底层高效的机器指令），例如：
std::atomic<int> ai(0); // initialize ai to 0
ai = 10; // atomically set ai to 10
std::cout << ai; // atomically read ai's value
++ai; // atomically increment ai to 11
--ai; // atomically decrement ai to 10
例如其中 ++ai 的操作，假设有两个线程在同时运行这段代码，如果 ai 不是 atomic 类型，那么可能会出现交错执行的问题：
- 线程 1 读取
ai的值，为10； - 线程 2 读取
ai的值，仍为10； - 线程 1 将读取的值（10）自增为 11，然后写回
ai； - 线程 2 也将读取的值（10）自增为 11，然后写回
ai。
于是 ai 的值最终为 11。原子类型保证了这种情况不会发生。另外，考虑下面一段代码：
std::atomic<bool> valAvailable(false);
auto imptValue = computeImportantValue(); // compute value
valAvailable = true; // tell other task it's available
显然，computeImportantValue() 函数在设置 valAvailable 之前完成调用从逻辑上是必要的。然而对于编译器来说，两组无关变量的赋值，如：
a = b;
x = y;
是 可以被重新排序（reorder） 的，编译器可以把以上赋值的顺序调换执行。即使编译器不这么做，底层硬件上为了提高执行效率也可能如此做。使用 std::atomic 类型可以保证编译器不会做如此的重排，而且编译器还会保证生成的机器码也保持源代码的执行顺序。
至此可见 std::atomic 类型对于并发的重要性。以上性质对于 volatile 关键字修饰的变量均不成立。
- 简单来说，
volatile是告诉编译器它们在面对 表现不正常的内存。“表现正常” 的内存拥有两个性质：
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当你将某个值写入了一个内存位置后，该值将保持不变，直到其它东西覆写了它。因此如果有以下代码：
int x = 0; auto y = x; // read x y = x; // read x again那么最后一句
y = x的赋值可以被消除，因为x的值在其间没有改变，两次读取的一定是相同的值。 -
当你将某个值写入了一个内存位置后从来没有读取它，然后再次写入该位置，那么第一次写入可以被消除（因为从来没用过）。例如：
x = 10; // write x x = 20; // write x againx = 10可以被消除。扫描二维码关注公众号，回复： 14691010 查看本文章
以上两种情况分别被称为 redundant loads 和 dead stores，是编译器优化时主要考虑的问题之一。虽然我们大概不会写出这样的代码，但是在编译器进行模板实例化，内联和重排优化后就很可能出现。
然而，以上优化能够进行的前提是内存 “表现正常”。“特殊” 的内存，最常见的如 I/O 映射内存，能够与外围设备通讯。例如外围设备是一个传感器，那么重复读就不是多余的，因为这些内存存储的值对于程序来说是可以主动变化的；如果外围设备是一个发射器，那么重复写就不是多余的，因为外围设备可能随时要从这些内存中读取值。
volatile 关键字的作用就是声明这种情况，也就是在告知编译器 不要对这些存储上的对象做任何优化。而 std::atomic 则没有这种限制，其包装的变量依然可以被做多余读写的优化。
- 至此可以看出，
std::atomic和volatile二者功能上不同。实际上，二者可以被同时使用：
volatile std::atomic<int> vai; // operations on vai are atomic
// and can't be optimized away
总结
std::atomic用于多线程数据的操作（无需 mutex），是编写多线程软件的工具。volatile用于内存读写不应该被做优化的情况，是应对特殊内存的工具。