1. 为什么用volatile?

C/C++ 中的 volatile 关键字和 const 对应,用来修饰变量,通常用于建立语言级别的 memory barrier。这是 BS 在 "The C++ Programming Language" 对 volatile 修饰词的说明:

A volatile specifier is a hint to a compiler that an object may change its value in ways not specified by the language so that aggressive optimizations must be avoided.

volatile 关键字是一种类型修饰符,用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改,比如:操作系统、硬件或者其它线程等。遇到这个关键字声明的变量,编译器对访问该变量的代码就不再进行优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问。声明时语法:int volatile vInt; 当要求使用 volatile 声明的变量的值的时候,系统总是重新从它所在的内存读取数据,即使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。而且读取的数据立刻被保存。例如:

1 volatile int i=10;
2 int a = i;
3 ...
4 // 其他代码,并未明确告诉编译器,对 i 进行过操作
5 int b = i;

volatile 指出 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,因而编译器生成的汇编代码会重新从i的地址读取数据放在 b 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 b 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。注意,在 VC 6 中,一般调试模式没有进行代码优化,所以这个关键字的作用看不出来。下面通过插入汇编代码,测试有无 volatile 关键字,对程序最终代码的影响:

输入下面的代码:

01 #include <stdio.h>
02  
03 void main()
04 {
05     int i = 10;
06     int a = i;
07  
08     printf("i = %d", a);
09  
10     // 下面汇编语句的作用就是改变内存中 i 的值
11     // 但是又不让编译器知道
12     __asm {
13         mov dword ptr [ebp-4], 20h
14     }
15  
16     int b = i;
17     printf("i = %d", b);
18 }

然后,在 Debug 版本模式运行程序,输出结果如下:

i = 10
i = 32

然后,在 Release 版本模式运行程序,输出结果如下:

i = 10
i = 10

输出的结果明显表明,Release 模式下,编译器对代码进行了优化,第二次没有输出正确的 i 值。下面,我们把 i 的声明加上 volatile 关键字,看看有什么变化:

01 #include <stdio.h>
02  
03 void main()
04 {
05     volatile int i = 10;
06     int a = i;
07  
08     printf("i = %d", a);
09     __asm {
10         mov dword ptr [ebp-4], 20h
11     }
12  
13     int b = i;
14     printf("i = %d", b);
15 }

分别在 Debug 和 Release 版本运行程序,输出都是:

i = 10
i = 32

这说明这个 volatile 关键字发挥了它的作用。其实不只是“内嵌汇编操纵栈”这种方式属于编译无法识别的变量改变,另外更多的可能是多线程并发访问共享变量时,一个线程改变了变量的值,怎样让改变后的值对其它线程 visible。一般说来,volatile用在如下的几个地方: 
1) 中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile; 
2) 多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile; 
3) 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;

2.volatile 指针

和 const 修饰词类似,const 有常量指针和指针常量的说法,volatile 也有相应的概念:

  • 修饰由指针指向的对象、数据是 const 或 volatile 的:

    1 const char* cpch;
    2 volatile char* vpch;

    注意:对于 VC,这个特性实现在 VC 8 之后才是安全的。

  • 指针自身的值——一个代表地址的整数变量,是 const 或 volatile 的:

    1 char* const pchc;
    2 char* volatile pchv;

注意:(1) 可以把一个非volatile int赋给volatile int,但是不能把非volatile对象赋给一个volatile对象。

          (2) 除了基本类型外,对用户定义类型也可以用volatile类型进行修饰。
              (3) C++中一个有volatile标识符的类只能访问它接口的子集,一个由类的实现者控制的子集。用户只能用const_cast来获得对类型接口的完全访问。此外,volatile向const一样会从类传递到它的成员。

3. 多线程下的volatile   

有些变量是用volatile关键字声明的。当两个线程都要用到某一个变量且该变量的值会被改变时,应该用volatile声明,该关键字的作用是防止优化编译器把变量从内存装入CPU寄存器中。如果变量被装入寄存器,那么两个线程有可能一个使用内存中的变量,一个使用寄存器中的变量,这会造成程序的错误执行。volatile的意思是让编译器每次操作该变量时一定要从内存中真正取出,而不是使用已经存在寄存器中的值,如下:

volatile  BOOL  bStop  =  FALSE;  
   (1) 在一个线程中:  
  while(  !bStop  )  {  ...  }  
  bStop  =  FALSE;  
  return;    
   (2) 在另外一个线程中,要终止上面的线程循环:  
  bStop  =  TRUE;  
  while(  bStop  );  //等待上面的线程终止,如果bStop不使用volatile申明,那么这个循环将是一个死循环,因为bStop已经读取到了寄存器中,寄存器中bStop的值永远不会变成FALSE,加上volatile,程序在执行时,每次均从内存中读出bStop的值,就不会死循环了。
    这个关键字是用来设定某个对象的存储位置在内存中,而不是寄存器中。因为一般的对象编译器可能会将其的拷贝放在寄存器中用以加快指令的执行速度,例如下段代码中:  
  ...  
  int  nMyCounter  =  0;  
  for(;  nMyCounter<100;nMyCounter++)  
  {  
  ...  
  }  
  ...  
   在此段代码中,nMyCounter的拷贝可能存放到某个寄存器中(循环中,对nMyCounter的测试及操作总是对此寄存器中的值进行),但是另外又有段代码执行了这样的操作:nMyCounter  -=  1;这个操作中,对nMyCounter的改变是对内存中的nMyCounter进行操作,于是出现了这样一个现象:nMyCounter的改变不同步。

C/C++中volatile关键字详解的更多相关文章

  1. Java中Volatile关键字详解 (转自郑州的文武)

    java中volatile关键字的含义:http://www.cnblogs.com/aigongsi/archive/2012/04/01/2429166.html 一.基本概念 先补充一下概念:J ...

  2. Java中Volatile关键字详解

    一.基本概念 先补充一下概念:Java并发中的可见性与原子性 可见性: 可见性是一种复杂的属性,因为可见性中的错误总是会违背我们的直觉.通常,我们无法确保执行读操作的线程能适时地看到其他线程写入的值, ...

  3. C/C++中volatile关键字详解 (转)

    1. 为什么用volatile? C/C++ 中的 volatile 关键字和 const 对应,用来修饰变量,通常用于建立语言级别的 memory barrier.这是 BS 在 "The ...

  4. Java中Volatile关键字详解(转载)

    转载自:https://www.cnblogs.com/zhengbin/p/5654805.html 一.基本概念 先补充一下概念:Java 内存模型中的可见性.原子性和有序性. 可见性: 可见性是 ...

  5. [转]C/C++中volatile关键字详解

    http://www.cnblogs.com/yc_sunniwell/archive/2010/07/14/1777432.html

  6. Java volatile关键字详解

    Java volatile关键字详解 volatile是java中的一个关键字,用于修饰变量.被此关键修饰的变量可以禁止对此变量操作的指令进行重排,还有保持内存的可见性. 简言之它的作用就是: 禁止指 ...

  7. 【转载】C/C++中extern关键字详解

    1 基本解释:extern可以置于变量或者函数前,以标示变量或者函数的定义在别的文件中,提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义.此外extern也可用来进行链接指定. 也就是说extern ...

  8. Java之先行发生原则与volatile关键字详解

    volatile关键字可以说是Java虚拟机提供的最轻量级的同步机制,但是它并不容易完全被正确.完整地理解,以至于许多程序员都习惯不去使用它,遇到需要处理多线程数据竞争问题的时候一律使用synchro ...

  9. JS中this关键字详解

    本文主要解释在JS里面this关键字的指向问题(在浏览器环境下). 阅读此文章,还需要心平气和的阅读完,相信一定会有所收获,我也会不定期的发布,分享一些文章,共同学习 首先,必须搞清楚在JS里面,函数 ...

随机推荐

  1. JS里的<!-- //--> 注释有什么作用

    早期浏览器有很多种(目前很少了),对HTML的解释也不同.有种纯文本浏览器,只“翻译”文本内容,并只支持少量HTML标签.对交互式的代码视同纯文本.因此,我们称其为不支持javascript的浏览器( ...

  2. Delphi 10.3中使用JSON

    有一个对JSON处理的单元,在你需要使用JSON的单元里面引入"System.json",随后你就可以用Delphi自己的json处理类了. 注意:   1,JSON类创建后,里面 ...

  3. Spring引入外部项目Junit 报ClassNotfound问题

    https://blog.csdn.net/sheng_Mu555/article/details/80465679 用它这个方法可以了 所以大家可以过去看一下哈哈

  4. vue之表单输入绑定

  5. python day09 函数(第一篇)

    2019.4.9 S21 day09笔记总结 一.三元运算 三元运算又叫三目运算.(是为了赋值的) v = 前面 if 条件 else 后面 #条件为真,v取if前面的值:条件为假,v取if后面的值 ...

  6. VS2019正式版注册码秘钥

    Visual Studio 2019 EnterpriseBF8Y8-GN2QH-T84XB-QVY3B-RC4DF Visual Studio 2019 ProfessionalNYWVH-HT4X ...

  7. pycharm连接mysql数据库插入中文数据时出现1366编码错误

    创建数据库的时候应该这样创建: create database xxxxxxx DEFAULT CHARSET utf8 COLLATE utf8_general_ci:

  8. java 诊断工具——Arthas

    该说不说!小编做的这些功能,最讨厌的就是优化!某些前辈大佬写的代码小辈我实在不敢恭维!那逻辑!那sql! 接下来!今天的主角就登场了,阿里巴巴最近开源出来的一个针对 java 的工具,主要是针对 ja ...

  9. Vue项目碰到"‘webpack-dev-server’不是内部或外部命令,也不是可运行的程序或批处理文件"报错

    解决办法: 最后将项目里的“node_modules”文件夹删除,然后在cmd中cd到项目目录,依次运行命令:npm install和npm run build,最后运行npm run dev后项目成 ...

  10. MyCP -tx -xt 功能的Java实现

    MyCP -tx -xt 功能的Java实现 功能简介 java MyCP -tx XXX1.txt XXX2.bin 用来把文本文件(内容为十进制数字)转化为二进制文件 java MyCP -xt ...