C++ volatile

1. volatile关键字

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 barrie。

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。

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：

  const char* cpch;
  volatile char* vpch;
  

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

  char* const pchc;
  char* volatile pchv;
  

注意：

• 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。

• 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。

• 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。

4. volatile内存屏障

1. volatile如何通过内存屏障保证可见性与有序性？

• volatile修饰的变量，在每个读操作（load操作）之前都加上Load屏障，强制从主内存读取最新的数据。每次在assign赋值后面，加上Store屏障，强制将数据刷新到主内存。

• 其实说白了就是通过一个屏障让volatile的变量每次读都读主存，每次修改后立即刷到主存里面。

• 好比线程A修改 i 后立即将值刷到主存里面，后面线程B用到的时候强制从主存读取，这个时候它能看到的值是线程A修改之后的值了。也就是通过这种方式来保证多线程之间的可见性吧。

2. volatile为什么保证不了原子性？

• 线程A执行 i++ 结果后将 i = 1 赋值给工作内存；但是这个时候还没来的将最新的结果刷新回主内存的时候，线程B就使用读取主内存的旧值 i = 0 ，然后执行use指令将 i = 0的值传递给线程B去进行操作了。

• 即使这个时候线程A立即将 i = 1刷入主内存，那也晚了；线程B已经使用旧值 i = 0进行操作了，像这种情况计算结果就不对了。