多线程中的volatile关键字

1、Volatile 单词

①（人或其情绪）不稳定的；易变的；易怒的，喜怒无常的

②（情况）可能急剧波动的；不稳定的；易恶化的

③（物质）易挥发的，易气化的

④（计算机内存）易失的

 

2、问题代码示例

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
 
int sharedValue = 0;
 
void *threadFunction(void *arg) 
{
    sharedValue = 10;
    return NULL;
}
 
int main() 
{
    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, threadFunction, NULL);
 
    while (sharedValue != 10) 
    {
        // 等待线程修改sharedValue
    }
 
    printf("sharedValue has been modified.\n");
 
    pthread_join(thread, NULL);
 
    return 0;
}

① 无代码优化：

xuanmiao@linux:~/Test$ gcc test.c -o test -lpthread
xuanmiao@linux:~/Test$ ./test
sharedValue has been modified.

 ② O3级别编译优化 

xuanmiao@linux:~/Test$ gcc test.c -o test -lpthread -O3
xuanmiao@linux:~/Test$ ./test

 

🏠 为什么编译优化后，代码进入了while死循环呢？

答：编译优化时，编译器认为在while循环中sharedValue的值不会发生改变 ，编译器将sharedValue值缓存到寄存器中，

寄存器中的sharedValue值一直没有发生变化，且主线程只会读取寄存器中的值，所以陷入死循环。

 

3、使用volatile关键字

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
 
volatile int sharedValue = 0;
 
void *threadFunction(void *arg) 
{
    sharedValue = 10;
    return NULL;
}
 
int main() 
{
    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, threadFunction, NULL);
 
    while (sharedValue != 10) 
    {
        // 等待线程修改sharedValue
    }
 
    printf("sharedValue has been modified.\n");
 
    pthread_join(thread, NULL);
 
    return 0;
}

执行结果：

xuanmiao@linux:~/Test$ gcc test.c -o test -lpthread -O3
xuanmiao@linux:~/Test$ ./test
sharedValue has been modified.

volatile 关键字告诉编译器，sharedValue 的值可能会在程序外部被修改（例如，被其他线程修改），因此编译器不会将 sharedValue 的值缓存到寄存器中，而是每次访问时都从内存中读取。