2024年10月volatile关键字的作用（C语言中Valatile关键字有什么用）
⑴volatile关键字的作用（C语言中Valatile关键字有什么用
⑵C语言中Valatile关键字有什么用
⑶volatile提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变，因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候，都会直接从变量地址中读取数据。如果没有volatile关键字，则编译器可能优化读取和存储，可能暂时使用寄存器中的值，如果这个变量由别的程序更新了的话，将出现不一致的现象。下面举例说明。在DSP开发中，经常需要等待某个事件的触发，所以经常会写出这样的程序：shortflag;voidtest(){do();while(flag==);do();}这段程序等待内存变量flag的值变为(怀疑此处是,有点疑问,)之后才运行do()。变量flag的值由别的程序更改，这个程序可能是某个硬件中断服务程序。例如：如果某个按钮按下的话，就会对DSP产生中断，在按键中断程序中修改flag为，这样上面的程序就能够得以继续运行。但是，编译器并不知道flag的值会被别的程序修改，因此在它进行优化的时候，可能会把flag的值先读入某个寄存器，然后等待那个寄存器变为。如果不幸进行了这样的优化，那么while循环就变成了死循环，因为寄存器的内容不可能被中断服务程序修改。为了让程序每次都读取真正flag变量的值，就需要定义为如下形式：volatileshortflag;需要注意的是，没有volatile也可能能正常运行，但是可能修改了编译器的优化级别之后就又不能正常运行了。因此经常会出现debug版本正常，但是release版本却不能正常的问题。所以为了安全起见，只要是等待别的程序修改某个变量的话，就加上volatile关键字。volatile的本意是“易变的”由于访问寄存器的速度要快过RAM，所以编译器一般都会作减少存取外部RAM的优化。比如：staticinti=;intmain(void){...while(){if(i)do_something();}}/*Interruptserviceroutine.*/voidISR_(void){i=;}程序的本意是希望ISR_中断产生时，在main当中调用do_something函数，但是，由于编译器判断在main函数里面没有修改过i，因此可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作，然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“i副本”，导致do_something永远也不会被调用。如果变量加上volatile修饰，则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化（肯定执行。此例中i也应该如此说明。一般说来，volatile用在如下的几个地方：、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile；、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile；、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明，因为每次对它的读写都可能由不同意义；另外，以上这几种情况经常还要同时考虑数据的完整性（相互关联的几个标志读了一半被打断了重写，在中可以通过关中断来实现，中可以禁止任务调度，中则只能依靠硬件的良好设计了。二、volatile的含义volatile总是与优化有关，编译器有一种技术叫做数据流分析，分析程序中的变量在哪里赋值、在哪里使用、在哪里失效，分析结果可以用于常量合并，常量传播等优化，进一步可以死代码消除。但有时这些优化不是程序所需要的，这时可以用volatile关键字禁止做这些优化，volatile的字面含义是易变的，它有下面的作用：不会在两个操作之间把volatile变量缓存在寄存器中。在多任务、中断、甚至setjmp环境下，变量可能被其他的程序改变，编译器自己无法知道，volatile就是告诉编译器这种情况。不做常量合并、常量传播等优化，所以像下面的代码：volatileinti=;if(i》)...if的条件不会当作无条件真。对volatile变量的读写不会被优化掉。如果你对一个变量赋值但后面没用到，编译器常常可以省略那个赋值操作，然而对MemoryMappedIO的处理是不能这样优化的。前面有人说volatile可以保证对内存操作的原子性，这种说法不大准确，其一，x需要LOCK前缀才能在SMP下保证原子性，其二，RISC根本不能对内存直接运算，要保证原子性得用别的方法，如atomic_inc。对于jiffies，它已经声明为volatile变量，我认为直接用jiffies++就可以了，没必要用那种复杂的形式，因为那样也不能保证原子性。你可能不知道在Pentium及后续CPU中，下面两组指令incjiffies;;movjiffies,%eaxinc%eaxmov%eax,jiffies作用相同，但一条指令反而不如三条指令快。三、编译器优化→C关键字volatile→memory破坏描述符zz“memory”比较特殊，可能是内嵌汇编中最难懂部分。为解释清楚它，先介绍一下编译器的优化知识，再看C关键字volatile。最后去看该描述符。、编译器优化介绍内存访问速度远不及CPU处理速度，为提高机器整体性能，在硬件上引入硬件高速缓存Cache，加速对内存的访问。另外在现代CPU中指令的执行并不一定严格按照顺序执行，没有相关性的指令可以乱序执行，以充分利用CPU的指令流水线，提高执行速度。以上是硬件级别的优化。再看软件一级的优化：一种是在编写代码时由程序员优化，另一种是由编译器进行优化。编译器优化常用的方法有：将内存变量缓存到寄存器；调整指令顺序充分利用CPU指令流水线，常见的是重新排序读写指令。对常规内存进行优化的时候，这些优化是透明的，而且效率很好。由编译器优化或者硬件重新排序引起的问题的解决办法是在从硬件（或者其他处理器的角度看必须以特定顺序执行的操作之间设置内存屏障（memorybarrier，linux提供了一个宏解决编译器的执行顺序问题。voidBarrier(void)这个函数通知编译器插入一个内存屏障，但对硬件无效，编译后的代码会把当前CPU寄存器中的所有修改过的数值存入内存，需要这些数据的时候再重新从内存中读出。、C语言关键字volatileC语言关键字volatile（注意它是用来修饰变量而不是上面介绍的__volatile__表明某个变量的值可能在外部被改变，因此对这些变量的存取不能缓存到寄存器，每次使用时需要重新存取。该关键字在多线程环境下经常使用，因为在编写多线程的程序时，同一个变量可能被多个线程修改，而程序通过该变量同步各个线程，例如：DWORD__stdcallthreadFunc(LPVOIDsignal){int*intSignal=reinterpret_cast《int*》(signal);*intSignal=;while(*intSignal!=)sleep();return;}该线程启动时将intSignal置为，然后循环等待直到intSignal为时退出。显然intSignal的值必须在外部被改变，否则该线程不会退出。但是实际运行的时候该线程却不会退出，即使在外部将它的值改为，看一下对应的伪汇编代码就明白了：movax,signallabel:if(ax!=)gotolabel对于C编译器来说，它并不知道这个值会被其他线程修改。自然就把它cache在寄存器里面。记住，C编译器是没有线程概念的！这时候就需要用到volatile。volatile的本意是指：这个值可能会在当前线程外部被改变。也就是说，我们要在threadFunc中的intSignal前面加上volatile关键字，这时候，编译器知道该变量的值会在外部改变，因此每次访问该变量时会重新读取，所作的循环变为如下面伪码所示：label:movax,signalif(ax!=)gotolabel、Memory有了上面的知识就不难理解Memory修改描述符了，Memory描述符告知G：不要将该段内嵌汇编指令与前面的指令重新排序；也就是在执行内嵌汇编代码之前，它前面的指令都执行完毕不要将变量缓存到寄存器，因为这段代码可能会用到内存变量，而这些内存变量会以不可预知的方式发生改变，因此G插入必要的代码先将缓存到寄存器的变量值写回内存，如果后面又访问这些变量，需要重新访问内存。如果汇编指令修改了内存，但是G本身却察觉不到，因为在输出部分没有描述，此时就需要在修改描述部分增加“memory”，告诉G内存已经被修改，G得知这个信息后，就会在这段指令之前，插入必要的指令将前面因为优化Cache到寄存器中的变量值先写回内存，如果以后又要使用这些变量再重新读取。使用“volatile”也可以达到这个目的，但是我们在每个变量前增加该关键字，不如使用“memory”方便。
⑷c代码中volatile关键字的作用，除了阻止cpu直接使用寄存器和cache中变量，还有其他功能吗
⑸面试题里面会问到的volatile问题，下面是我经常在网上都会看到的题目volatile变量的几个例子：)并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器)一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automaticvariables))多线程应用中被几个任务共享的变量回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所有这些都要求用到volatile变量。不懂得volatile的内容将会带来灾难。假设被面试者正确地回答了这是问题（嗯，怀疑是否会是这样，我将稍微深究一下，看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。)一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。);一个指针可以是volatile吗？解释为什么。);下面的函数有什么错误：intsquare(volatileint*ptr){return*ptr**ptr;}下面是答案：)是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改它。);是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。)这段代码有点变态。这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一个volatile型参数，编译器将产生类似下面的代码：intsquare(volatileint*ptr){inta,b;a=*ptr;b=*ptr;returna*b;}由于*ptr的值可能被意想不到地改变，因此a和b可能是不同的。结果，这段代码可能返不是你所期望的平方值！正确的代码如下：longsquare(volatileint*ptr){inta;a=*ptr;returna*a;}
⑹简述volatile关键字的作用是什么，并说明实际使用的场合有哪些
⑺volatile是把变量标识为“变化中的”。意思是这个变量即使在(主线程)没有任何存取操作的情况下也可能在(被其他线程)变化。写上提醒注意线程安全。Java.及之前版本加了这个的变量也没有同步安全。Java以后加了volatile后会在读取方面有同步安全。
⑻volatile关键字的作用是什么
⑼volatile影响编译器编译的结果,指出，volatile变量是随时可能发生变化的，与volatile变量有关的运算，不要进行编译优化，以免出错，（VC++在产生release版可执行码时会进行编译优化，加volatile关键字的变量有关的运算，将不进行编译优化。。
⑽volatile读的内存语义如下：
⑾当读一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存置为无效。线程接下来将从主内存中读取共享变量。
⑿publilassVolaSemanteme{inta=;volatilebooleanflag=false;//
⒀publicvoidinit(){a=;flag=true;//.......}publicvoiduse(){if(flag){inti=a*a;}//.......}}
⒁volatile告诉编译器i是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从i的地址中读取，因而编译器生成的可执行码会重新从i的地址读取数据放在k中。
⒂而优化做法是，由于编译器发现两次从i读数据的代码之间的代码没有对i进行过操作，它会自动把上次读的数据放在k中。而不是重新从i里面读。这样一来，如果i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错，所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问，不会出错。
⒃volatile关键字是如何起作用的
⒄Volatile修饰的成员变量在每次被线程访问时，都强迫从共享内存中重读该成员变量的值。而且，当成员变量发生变化时，强迫线程将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻，两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。Java语言规范中指出：为了获得最佳速度，允许线程保存共享成员变量的私有拷贝，而且只当线程进入或者离开同步代码块时才与共享成员变量的原始值对比。这样当多个线程同时与某个对象交互时，就必须要注意到要让线程及时的得到共享成员变量的变化。而volatile关键字就是提示VM：对于这个成员变量不能保存它的私有拷贝，而应直接与共享成员变量交互。使用建议：在两个或者更多的线程访问的成员变量上使用volatile。当要访问的变量已在synchronized代码块中，或者为常量时，不必使用。由于使用volatile屏蔽掉了VM中必要的代码优化，所以在效率上比较低，因此一定在必要时才使用此关键字。
⒅volatile这个关键字有什么作用
⒆volatile关键字表示，编译器进行强制I/O寻址，而非读取寄存器的值。一般情况下，连续使用的变量，编译器会先把数据读出来，并且保存到寄存器里，使用的时候，直接读取寄存器里的数据，这样处理速度会快一点，但是，有些时候，比如实时读取按键值，或者其它要求比较实时的数据，就不能使用寄存器了，必须要用到volatile关键字了。
⒇c语言中volatile关键字是什么含义怎么办呢
⒈volatile影响编译器编译的结果,指出，volatile变量是随时可能发生变化的，与volatile变量有关的运算，不要进行编译优化，以免出错，（vc++在产生release版可执行码时会进行编译优化，加volatile关键字的变量有关的运算，将不进行编译优化。。例如：volatileinti=;intj=i;...intk=i;volatile告诉编译器i是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从i的地址中读取，因而编译器生成的可执行码会重新从i的地址读取数据放在k中。而优化做法是，由于编译器发现两次从i读数据的代码之间的代码没有对i进行过操作，它会自动把上次读的数据放在k中。而不是重新从i里面读。这样以来，如果i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错，所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问，不会出错。
⒉嵌入式c编程中的volatile关键字有何作用
⒊为了避免编译器进行优化吧好像，比如为了实现无操作延时：
⒋asm(“mov?r,?r“);
⒌可能会被编译器优化掉，但是如果加上volatile关键字，就不会被优化，而是严格按照编写的代码放入汇编后的文件中：
⒍asm?volatile(“mov?r,?r“);
⒎这样就可以实现不被优化
⒏关键字volatile有什么含义
⒐volatile是一个类型修饰符（typespecifier，类似const一样，它是被设计用来修饰被不同线程访问和修改的变量。volatile的作用是作为指令关键字，确保本条指令不会因编译器的优化而省略，且要求每次直接读值。volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。
⒑Java中怎么理解volition关键字
⒒volatile关键字的作用是强制从公共堆栈中取得变量的值，而不是从线程私有数据栈中取得变量的值。
⒓使用volition关键字增加了实例变量在多个线程间的可见性。但volition有个致命的缺点就是不支持原子性。
⒔下面将volition和synchronized关键字进行一下比较：
⒕volition是线程同步间的轻量级实现，所以volition性能肯定比synchronized性能好，volition只能修饰变量。
⒖多线程访问volition不会发生阻塞，而synchronized会阻塞。
⒗volition能保证数据的可见性，而不能保证原子性；而synchronized既可以保证原子性，也可以间接保证可见性。
⒘再次强调，关键字volition解决的是变量在多个线程之间的可见性；而synchronized关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性。
⒙线程安全包含原子性和可见性两个方面，java的同步机制都是围绕这两个方面来却保线程安全的。
⒚关键字volition主要使用的场合是在多个线程中可以感知共享变量被更改了，并且可以获得最新的值使用，也就是用多线程读取共享变量可以获取最新值使用。
⒛关键字volition提示线程每次从共享内存中读取变量，而不是从私有内存中读取，这样保证了数据的可见性。
但是要注意，如果代码中有i++,也就是i=i+时，这样的操作不是一个原子操作，也就是时非线程安全的。具体可以了解下i++的实际意义；
加如两个线程同时执行到这段代码，那有可能就会出现脏数据，解决办法就是加synchronized字。
其实除了用synchronized，还可以用原子类解决。
这样可以代替i++，还不要加同步锁。
另外要说下synchronized关键字也能确保数据可见性。
最后学习多线程八字真经“外练互斥，内修可见”。