こういう事ですか？
CriticalSectionによるロックもやる必要がある。理由はロックしてない時固有の問題もあるから。
今回の不具合はコンパイラの最適化が原因だったのでvolatileで回避できただけ。
ロック処理もvolatileも両方やる必要がある。ということですか？