C语言关键字之voliate

本文详细介绍了C语言中volatile关键字的作用及使用场景,并通过一个数组越界的实例解释了编译器优化对程序行为的影响。

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C语言关键字之voliate

voliate的作用是作为指令关键字,确保本条指令不会因为编译器的优化而省略,而且要求每次从内存中直接读取值

当使用voliate 声明变量值时,系统总是重新从它所在的内存读取数据,直接访问变量地址,而编译器对于访问该变量时也不再进行优化

voliate关键字影响编译器的结果,用voliate 声明的变量表示该变量随时可能发生变化(因为编译器优化时可能将其放入寄存器中),与该变量有关的运算,不要再进行编译优化以免出错。

寄存器常用的优化方法:1.将内存变量缓存到寄存器中
                                           2.调整指令顺序,充分利用CPU指令流水线,进行指令重新排序读写指令。

下面来看一个程序

int main(){

int i = 0;
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

for (i = 0; i < 12; i++)
{
    arr[i] = i;
    printf("hehe\n");
}
return 0;

}

结果会是什么?出现了数组越界访问,程序还对吗?

但是在vs2013运行的结果却是死循环,为什么?

而且当我们将调试器换为release时竟然运行出来了12个hehe?!!

  1. 首先我们看看为什么会是循环
    内存的存储中的存储是由高到低的
    而数组则是由低到高的

    当到arr[12]时arr[12]的地址又与i的地址相同了,i又被初始为零

    在vs2013中有两个预留的间隔,而在vc6中只有一个预留的间隔所以编译器不一样结果也不一样

  2. 其次我们看看编译器是怎样优化

         

    编译器  更改了指令的顺序,将i的初始时序放到了数组下面,避免了循环,这个可以在反汇编中查看

所以说编译器的优化结果是可能对程序结果产生影响的
### Java 中 `volatile` 关键字的功能与使用 在 Java 编程语言中,`volatile` 是一种特殊的修饰符,用于声明变量。当一个字段被声明为 `volatile` 时,表示该字段可能会被多个线程异步修改[^3]。 #### 功能描述 1. **可见性** 当一个线程修改了一个 `volatile` 变量的值之后,其他线程可以立即看到这个变化。这是因为每次读取 volatile 字段都会直接从主存获取最新值而不是缓存在寄存器或其他地方副本中的旧值。 2. **禁止指令重排序优化** 对于普通的非 volatile 型成员变量而言,在某些情况下 JVM 和 CPU 都可能对其访问顺序做出调整以提高性能;然而一旦某个变量被定义成 volatile 类型,则不允许对其进行任何可能导致程序行为改变的操作次序上的重新排列。 #### 使用场景 - **多线程环境下的共享状态标志位** 如果有这样一个布尔类型的 flag 来指示某项任务是否完成,并且此 flag 将会在不同线程间传递并频繁更新的话,那么就可以考虑将其设置为 volatile 属性以便让所有线程都能及时感知到它的变动情况。 - **双重校验锁单例模式** 在创建懒加载式的 Singleton 实例过程中为了防止因指令重排而引发的对象未完全初始化就被暴露给外部使用的风险,通常会采用 volatile 来修饰实例对象引用,确保其安全发布。 ```java public class Singleton { private static volatile Singleton instance; public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { // First check, no need to sync synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { // Second check after acquiring lock instance = new Singleton(); } } } return instance; } } ``` #### 注意事项 虽然 `volatile` 能够提供一定程度上的一致性和有序性保障,但它并不能替代同步机制来解决更复杂的并发控制需求。例如,它无法保证复合动作(比如先读再写)的整体原子性。因此,在实际开发当中应当谨慎评估具体应用场景后再决定是否选用以及如何正确运用这一特性。
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