volatile的使用

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。

使用该关键字的例子如下:
int volatile nVint;
当要求使用volatile 声明的变量的值时,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。
例如:
volatile int i=10;
int a = i;
。。。//其他代码,并未明确告诉编译器,对i进行过操作
int b = i;

volatile 指出 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,因而编译器生成的汇编代码会重新从i的地址读取数据放在b中。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b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。

注意,在vc6中,一般调试模式没有进行代码优化,所以这个关键字的作用看不出来。下面通过插入汇编代码,测试有无volatile关键字,对程序最终代码的影响:
首先用classwizard建一个win32 console工程,插入一个voltest.cpp文件,输入下面的代码:
#include <stdio.h>
void main()
{
 int i=10;
 int a = i;
 printf("i= %d/n",a);
  //下面汇编语句的作用就是改变内存中i的值,但是又不让编译器知道
 __asm {
  mov         dword ptr [ebp-4], 20h
 }
 int b = i;
 printf("i= %d/n",b);
}
然后,在调试版本模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 32
然后,在release版本模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 10
输出的结果明显表明,release模式下,编译器对代码进行了优化,第二次没有输出正确的i值。
下面,我们把 i的声明加上volatile关键字,看看有什么变化:

#include <stdio.h>
void main()
{
 volatile int i=10;
 int a = i;
 printf("i= %d/n",a);
 __asm {
  mov         dword ptr [ebp-4], 20h
 }
 int b = i;
 printf("i= %d/n",b);
}
分别在调试版本和release版本运行程序,输出都是:
i = 10
i = 32
这说明这个关键字发挥了它的作用!

volatile的本意是“易变的”,由于访问寄存器的速度要快过RAM,所以编译器一般都会作减少存取外部RAM的优化。比如:
static int i=0;

int main(void)
{
...
while (1)
{
if (i) dosomething();
}
}

/* Interrupt service routine. */
void ISR_2(void)
{
i=1;
}

程序的本意是希望ISR_2中断产生时,在main当中调用dosomething函数,但是,由于编译器判断在main函数里面没有修改过i,因此可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作,然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“i副本”,导致dosomething永远也不会被调用。如果将变量加上volatile修饰,则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化(肯定执行)。此例中i也应该如此说明。

一般说来,volatile用在如下的几个地方:
1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile;
2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile;
3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明,因为每次对它的读写都可能由不同意义; 
 
 
volatile关键字主要用于确保多线程环境下共享变量的可见性和禁止指令重排序。当一个变量被volatile修饰时,每次访问该变量时都会从内存中读取最新的值,而不是使用寄存器中的备份。这样可以避免多线程环境下的数据不一致性问题。 使用volatile关键字的场景包括: 1. 多线程环境下的共享变量:当多个线程同时访问一个共享变量时,使用volatile关键字可以确保每个线程都能看到最新的值,避免数据不一致的问题。 2. 硬件寄存器的访问:在嵌入式开发中,对硬件寄存器的访问通常需要使用volatile修饰指针,以确保每次访问都能从内存中读取最新的值。 需要注意的是,volatile关键字无法保证操作的原子性,因此在需要保证原子性的操作时,仍然需要使用synchronized关键字或其他线程安全的机制。此外,使用volatile关键字也需要满足一定的条件,比如对变量的写操作不依赖于当前值,且该变量没有包含在具有其他变量的不变式中。 #### 引用[.reference_title] - *1* [volatile的用法](https://blog.youkuaiyun.com/qq_31452291/article/details/119239182)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^insertT0,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item] - *2* *3* [【002 关键字】一文彻底搞懂volatile用法](https://blog.youkuaiyun.com/qq_41709234/article/details/123028868)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^insertT0,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item] [ .reference_list ]
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