类型限定符volatile

Posted 2020-11-29 j-c-y

volatile bool flag;
volatile int a;

添加volatile限定符的变量会获得几个特性：

1.强制内存读取

因为这个数据是“易变的（volatile）”，所以要时刻关注，不能偷懒
场景：

把内存中的变量拷贝到寄存器中进行处理以加快速度；

存在的问题：

是对变量的拷贝进行处理，而变量本体如果发生变化可能也不会察觉

解决：

加上volatile限定符后，每次处理都会直接从内存读取，所以可以感知变量的变化。

但是：

寄存器走了，缓存来了，但问题没那么严重
多核cpu分别有自己的缓存，对内存的操作会先通过缓存，在一个cpu对volatile变量进行操作后，会告知其他cpu对其缓存进行处理以更新该volatile变量的值，这个告知并处理的流程会损失一点实时性。

2.禁止编译优化

“聪明的”编译器在满足“同输入便会同输出”的as-if原则的前提下，会在编译的过程中对代码进行优化，

• 避免丢失：使得和输出无关的代码可能被优化掉，而如果这部分代码是有意义的，便是个问题。在加上限定符后，会老老实实地编译这部分代码。
• 保证顺序：某些和编译器优化逻辑不同的语句会被调换位置，加上后便会按照代码顺序执行。

3.注意：volatile不能够保证线程同步

加上该限定符后，编译的代码不会乱序，但是执行时可能碰到CPU的乱序执行，即
CPU会对没有明显依赖关系的代码进行乱序执行，但这段代码可能在另一个线程里存在依赖关系，导致原本设计好的逻辑关系不能实现。
此时有两种解决办法：

• 1.使用c++11标准之后开始提供的的atomic类模板

#include<atomic>

atomic<bool> flag;

• 2.手动构造happans-before语义

参考：
C/C++ 中 volatile 关键字详解
C/C++中volatile关键字介绍
C/C++ Volatile关键词深度剖析
谈谈C++的volatile关键字以及常见的误解