O que volatile realmente garante, e quando isso não basta?

volatile garante visibilidade e ordenação: uma escrita é vista por qualquer thread que leia aquele campo depois, e estabelece uma aresta happens before, então escritas feitas antes dela também ficam visíveis. Ele não dá atomicidade, então count mais mais continua sendo uma corrida porque é uma leitura, uma soma e uma escrita. Para ações compostas use synchronized, um lock, ou uma classe atômica como AtomicLong.

volatile significa que uma leitura sempre enxerga a escrita mais recente em vez de um valor cacheado num registrador ou no cache de um núcleo, e impede que compilador e processador reordenem em volta dele. A forma do modelo de memória de dizer isso é que ele cria uma aresta happens before, então tudo que a thread escritora fez antes da escrita volatile fica visível para uma thread que a lê depois. O que ele não me dá é atomicidade. Um incremento de contador são três operações, então duas threads podem ler o mesmo valor e uma atualização se perde, por mais volatile que o campo seja. Meu uso válido de sempre é uma flag booleana que manda um laço em background parar, onde uma única escrita e uma única leitura são exatamente o padrão. Qualquer coisa de ler, modificar e escrever vai para um AtomicInteger, um LongAdder se for quente o bastante para a contenção importar, ou um lock se vários campos precisam mudar juntos. O outro ponto em que eu confio no modelo de memória é a publicação segura, já que campos final têm visibilidade garantida depois da construção, o que é um bom motivo para tornar as coisas imutáveis.