careercup-C和C++ 13.5

13.5 谈谈C语言关键字”volatile”的意义(或重要性)？

解答

关键字volatile的作用是指示编译器，即使代码不对变量做任何改动，该变量的值仍可能被外界修改。操作系统、硬件或其他线程都可能修改该变量。该变量的值由可能遭受意料之外的修改，因此，每一次使用时，编译器都会重新从内存中获取这个值。

volatile的意思是”易变的”，因为访问寄存器比访问内存要快得多， 所以编译器一般都会做减少存取内存的优化。volatile 这个关键字会提醒编译器，它声明的变量随时可能发生变化(在外部被修改)， 因此，与该变量相关的代码不要进行编译优化，以免出错。

声明一个volatile变量：

volatile int x;
int volatile x;

声明一个指针，指向volatile型的内存(即指针指向的内存中的变量随时可能变化):

volatile int *x;
int volatile *x

指向非volatile数据的volatile指针很少见，但也是可行的，声明一个volatile指针，指向非volatile内存:：

int* volatile x;

声明一个volatile指针，指向volatile内存(即指针和指针所指物都随机可能变化):（volatile与const类似）

volatile int * volatile x;
int volatile * volatile x;

volatile在声明上的使用和const是一样的。volatile在*号左边， 修饰的是指针所指物；在*号右边修饰的是指针。

用volatile修饰的变量相关的代码不会被编译器优化，那么它有什么好处呢？ 来看下面的例子：

int opt = 1;
void Fn(void){
    start:
        if (opt == 1) goto start;
        else break;
}

上述代码看起来就是一个无限循环的节奏，编译器可能会将它优化成下面的样子：

void Fn(void){
    start:
        int opt = 1;
        if (true)
            goto start;
}

由于程序中并没有对opt进行修改，因此将if中的条件设置为恒真。这样一来， 就陷入了无限循环中。但是，如果我们给opt加上volatile修饰， 表明外部程序有可能对它进行修改。那么，编译器就不会做上述优化， 上述程序在opt被外部程序修改后将跳出循环。此外， 当我们在一个多线程程序中声明了一些全局变量，且任何一个线程都可以修改这些变量时， 关键字volatile也会派上用场。在这种情况下， 我们就要明确地告诉编译器不要对这些全局变量的相关代码做优化。