为啥我们使用 volatile 关键字？ [复制]

Posted 2023-02-14

【中文标题】为啥我们使用 volatile 关键字？ [复制]

【英文标题】：Why do we use volatile keyword? [duplicate]为什么我们使用 volatile 关键字？ [复制]

【发布时间】：2011-05-25 03:56:36

【问题描述】：

可能重复：Why does volatile exist?

我从未使用过它，但我想知道人们为什么使用它？它究竟是做什么的？我搜索了论坛，发现只有 C# 或 Java 主题。

【问题讨论】：

与 [C++: volatile 关键字何时对您有帮助？ ](***.com/questions/72552/…)。

虽然这是重复的，但我认为 Nawaz 的回答比重复的问题更全面、更易于理解。

***.com/a/65641563/13782669

【参考方案1】：

在计算机编程中，尤其是在 C、C++ 和 C# 编程语言中，使用 volatile 关键字声明的变量或对象通常具有与优化和/或线程相关的特殊属性。一般来说，volatile 关键字旨在防止（伪）编译器对假定变量值不能“自行”更改的代码进行任何优化。 (c) ***

http://en.wikipedia.org/wiki/Volatile_variable

【讨论】：

volatile与线程无关

volatile 关键字是一个类型限定符，用于声明对象可以在程序中被操作系统、硬件或并发执行的线程等对象修改。 (c) MSDN C++ 参考。 (msdn.microsoft.com/en-us/library/12a04hfd(v=vs.80).aspx) 但是msdn和wikipedia肯定是错的，你是对的。

volatile 对线程没有帮助。易失性读/写仍然可以相对于非易失性重新排序，这使得它对于线程目的毫无用处。此外，您可能已经注意到 MSDN 页面上的“Microsoft Specific”大字。 Microsoft 的 volatile 实现提供了超出标准规定的额外保证。所以是的，从技术上讲，MSDN 是错误的。***可能出错也就不足为奇了。

虽然volatile 的属性与线程有关，但这是真的。在线程之间共享的变量上使用volatile 可以改变程序的语义。 volatile 只是不够强大，无法将语义更改为任何有用或明确定义的内容。

恐怕你不知道你在说什么@jalf。在一个线程中更改为变量的 volatile 关键字被授予者在所有线程中保持一致。通过根据该平台的需要插入栅栏、屏障、缓存刷新、重新加载等。如果你做过除了电脑开发以外的任何事情，你可能知道这一点。仅仅因为英特尔对您隐藏了很多缓存管理并不意味着它没有发生。

【参考方案2】：

考虑这段代码，

int some_int = 100;

while(some_int == 100)

   //your code

当这个程序被编译时，编译器可能会优化这个代码，如果它发现程序从不尝试改变some_int的值，所以它可能会被优化while 循环通过将其从 while(some_int == 100) 更改为 something 相当于 while(true) 以便执行速度更快（因为 while 循环中的条件似乎是 true总是）。 （如果编译器不优化它，那么它必须获取some_int 的值并将其与100 进行比较，在每次迭代中这显然有点慢。）

但是，有时，（程序的某些部分的）优化可能不希望，因为可能是其他人从程序外部更改some_int 的值编译器不知道，因为它看不到它；但这就是你设计它的方式。在这种情况下，编译器的优化将不会产生所需的结果！

因此，为确保获得所需的结果，您需要以某种方式阻止编译器优化while 循环。这就是volatile 关键字发挥作用的地方。你需要做的就是这个，

volatile int some_int = 100; //note the 'volatile' qualifier now!

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换句话说，我会这样解释：

volatile 告诉编译器，

“嘿编译器，我是易变的，你 知道，我可以被一些 XYZ 改变 你甚至不知道。那 XYZ 可以是任何东西。也许有些 这个星球外的外星人叫 程序。也许一些闪电，一些 中断、火山等形式可以 变异我。可能是。你永远不知道是谁 会改变我！所以哦你 无知，别玩无所不知 上帝，不敢碰代码 我在哪里。好吗？”

嗯，这就是volatile 阻止编译器优化代码的方式。现在搜索网络以查看一些示例。

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引用 C++ 标准 ($7.1.5.1/8)

[..] volatile 是对 实施以避免激进 涉及对象的优化 因为对象的值可能 通过无法检测到的方式被改变 实施。[...]

相关话题：

Does making a struct volatile make all its members volatile?

【讨论】：

补充一点很重要，volatile 是一个限定符，类似于const（但当然有不同的含义）所以你也可以声明只能在@ 上调用的volatile 方法987654339@ 个实例。

@Maxpm : 否。extern 关键字用于其他用途。

根据您的示例，编译器似乎在这里很好地优化了代码，因为我猜在 while 函数内部它不会改变 some_int 的值。您能否解释一下 some_int 值发生变化的任何情况？如果不是，那么在这个例子中 volatile 的用途是什么？

很好的答案，最好提一下，在示例中， some_int 的值可以由另一个线程或中断例程更改，作为代码将失败的两个示例，只是为了澄清。 （@dearvivekkumar - 这应该回答你的评论）

@user180574：我认为没有人有时间拿出示例代码来验证这个概念，因为这是一项艰巨的任务。请注意，volatile 的 absence 并不能保证变量的 加载 将被优化掉。只是volatile 的 presence 确保 它没有被优化掉，即使没有关键字也很有可能；不同的是，absence 并不能保证。