volatile 的用法

Posted 2020-08-19 SimonLiang

volatile ：用于防止相关变量被优化。

volatile int i=10;
int j = i;
int k = i;

 

（1）volatile 告诉编译器i是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从i的地址中读取，因而编译器生成的可执行码会重新从i的地址读取数据放在k中。

（2）而优化做法是，由于编译器发现两次从i读数据的代码之间的代码没有对i进行过操作，它会自动把上次读的数据放在k中。而不是重新从i里面读。这样以来，如果i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错，所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问，不会出错。

 

常用情况：

1.例如对外部寄存器的读写。对有些外部设备的寄存器来说，读写操作可能都会引发一定硬件操作，但是如果不加volatile，编译器会把这些寄存器作为普通的变量处理，例如连续多次的对同一地址写入数据时，会被优化为只有最后一次的写入。

2.中断使用时。如果一个全局变量，在中断函数和普通函数里都用到。那最好对这个变量加volatile修饰，否则普通函数里，可能会仅从寄存器里读取这个变量以便加快速度，而不去实际地址读取该变量。

----附加其工作原理：理论上来讲每次使用a的时候都应该从a的地址来读取变量值，但是这存在一个效率问题，就是每次使用a都要去内存中取变量值，然后再通过系统总线传到CPU处理，这样开销会很大。所以那些编译器优化者故作聪明，把a读进CPU的cache里，像上面的代码，假如a在赋值期间没有被改变，就直接从CPU的cache里取a的副本来进行赋值。但是bug也显而易见，当a在赋给b之后，可能a已经被另一个线程改变而重新写回了内存，但这个线程并不知道，依旧按照原来的计划从CPU的cache里读a的副本进来赋值给c，结果不幸发生了。

于是，volatile作为正义的化身就出现了！当变量加上了Volatile时，编译器就老老实实的每次都从内存中读取这个变量值，否则就还按照优化的方案从cache里读。

3.多任务环境下个任务间共享的标志应该用volatile。