C/C++中关键字volatile用法

1、为什么使用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，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，例如：操作系统、硬件或其它线程等，遇到该关键字声明的变量，编译器将对访问该变量的代码不再进行优化，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。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：

volatile int i = 10;
int a = i;
...
//其它代码，并未明确告诉编译器，对i进行过操作
int b = i;

volatile关键词指出变量i是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从i的内存地址中读取，因此，编译器生成的汇编代码会重新从i的内存地址读取数据放在变量b中。而优化的做法是，由于编译器发现两次从i读数据的代码之间没有对i进行过操作，它会自动把上次读取的数据放在b中，而不是重新从变量i的内存地址中读取数据，这样一来，如果变量i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据，就很容易出错，volatile类型修饰符可以保证对特殊地址的稳定访问。

一般来说，volatile类型修饰符用在如下几个地方：

• 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要加volatile类型修饰，每次对寄存器的读写都可能有不同意义。

 

2、volatile指针

和const类型修饰符类似，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：

const char *cp;
volatile char *vp;

修饰指针自身的值，指针的指向是const或volatile的：

char* const p1;
char* volatile p2;

 

3、多线程下的volatile

当两个线程都要用到某一个变量，并且该变量的值会被改变时，应该使用volatile类型限定符声明，防止编译器优化将变量从内存装入到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，从而造成程序的错误执行，使用volatile修饰变量，可以让程序在执行时，每次操作变量都从内存中真正取出，而不是直接使用已经存在寄存器中的值，如下：

volatile BOOL bStop = FALSE;

在其中一个线程中，如下：

while (!bStop)
{
    ...
    ...
}
bStop = FALSE;
return;

在另外一个线程中，需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声明，那么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的值不会变成TRUE，当加上volatile后，程序在执行时，
每次都将从内存中读取bStop的值，不会陷入死循环

volatile关键字用来设定某个对象的存储位置是在内存中，而不是寄存器，对于一般的对象，编译器可能会将其的拷贝放在寄存器中，以加快指令的执行速度，因此，对于多线程下的共享变量，注意需要使用volatile进行修饰。

 

原文地址：

https://www.runoob.com/w3cnote/c-volatile-keyword.html