为什么是volatile
在上篇博文《线程并发执行带来的问题》的评论中，有几个朋友(锦瑟无端五十弦、Kevin-moon等)说到了要用volatile声明变量的问题，首先非常感谢他们的指点。以前一直只知道volatile关键字是通知编译器在对这个变量进行操作的时候，每次都从其内存中读取数据，不要对其进行优化，但对其具体的过程不了解。今天看一篇文章《汇编与C之间的关系》，恰好提到这个问题，于是就将其记录下来，还请您多多指教。
首先，现看一个简单的程序，就是用tmp对buf数组进行赋值，程序很简单，所以就没加注释了：
1 #include<stdio.h>
2
3 unsigned char tmp;
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5 unsigned char buf[3];
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7 int main()
8 {
9 buf[0] = tmp;
10 buf[1] = tmp;
11 buf[2] = tmp;
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13 return 0;
14 }
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首先对其进行编译:
huangwei@ubuntu:~/Desktop$ gcc volatile.c -o a.out -g
huangwei@ubuntu:~/Desktop$ objdump -dS a.out
1 buf[0] = tmp;
2 80483b7: 0f b6 05 18 a0 04 08 movzbl 0x804a018,%eax
3 80483be: a2 19 a0 04 08 mov %al,0x804a019
4 buf[1] = tmp;
5 80483c3: 0f b6 05 18 a0 04 08 movzbl 0x804a018,%eax
6 80483ca: a2 1a a0 04 08 mov %al,0x804a01a
7 buf[2] = tmp;
8 80483cf: 0f b6 05 18 a0 04 08 movzbl 0x804a018,%eax
9 80483d6: a2 1b a0 04 08 mov %al,0x804a01b
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上面生成的汇编代码我们可以看出，程序每次从0x804a018地址取出tmp的值，然后赋值给buf数组元素，这样的代码，显然符合我们的预期。接着，我们让编译器对其进行优化编译，我们再来看看其生成的汇编代码的区别：
huangwei@ubuntu:~/Desktop$ gcc volatile.c -o b.out -g -O
huangwei@ubuntu:~/Desktop$ objdump -dS b.out
1 buf[0] = tmp;
2 80483b7: 0f b6 05 18 a0 04 08 movzbl 0x804a018,%eax
3 80483be: a2 19 a0 04 08 mov %al,0x804a019
4 buf[1] = tmp;
5 80483c3: a2 1a a0 04 08 mov %al,0x804a01a
6 buf[2] = tmp;
7 80483c8: a2 1b a0 04 08 mov %al,0x804a01b
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跟上面的代码相比，可以发现，程序中只有第一次赋值的时候才从内存中取得tmp的值，而其他的时候，都是直接将寄存器al中保存的最开始的tmp的值赋给buf数组元素。这样在一般的情况下，是没有问题的，但是联系到线程并发执行的问题，我们再来仔细考虑一下这个问题。当该线程第一次从内存中取出tmp的值后，操作系统发生调度，调度另一个线程执行，而这个线程又对tmp的值进行了修改，接下来，当原始线程恢复执行后，其寄存器al中保存的仍然是tmp最初的值，其给tmp的赋值，仍是tmp最初的值。这样，就产生的数据不同步的问题。
接下来，我们用volatile来声明tmp变量，其他的跟上面的程序一样：
volatile unsigned char tmp;
我们再让编译器对其进行优化编译：
huangwei@ubuntu:~/Desktop$ gcc volatile.c -o c.out -g -O
huangwei@ubuntu:~/Desktop$ objdump -dS c.out
1 buf[0] = tmp;
2 80483b7: 0f b6 05 18 a0 04 08 movzbl 0x804a018,%eax
3 80483be: a2 19 a0 04 08 mov %al,0x804a019
4 buf[1] = tmp;
5 80483c3: 0f b6 05 18 a0 04 08 movzbl 0x804a018,%eax
6 80483ca: a2 1a a0 04 08 mov %al,0x804a01a
7 buf[2] = tmp;
8 80483cf: 0f b6 05 18 a0 04 08 movzbl 0x804a018,%eax
9 80483d6: a2 1b a0 04 08 mov %al,0x804a01b
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从上面的汇编代码可以看出，现在程序每次都从内存中取出tmp的值，然后赋值给buf数组元素，这样的话，就符合预想的情况了。上面只是个人的一些想法，错误的地方，还请您斧正。谢谢啦。
