Volatile关键字

Volatile关键字

1.编译器的优化

(1)硬件上：由于内存访问速度远不及CPU处理速度，为提高机器整体性能，在硬件上引入硬件高速缓存Cache，加速对内存的访问。另外在现代CPU中指令的执行并不一定严格按照顺序执行，没有相关性的指令可以乱序执行，以充分利用CPU的指令流水线，提高执行速度

(2)软件上：
①程序员优化
②编译器自身的优化：编译器优化常用的方法有：将内存变量缓存到寄存器；调整指令顺序充分利用CPU指令流水线，常见的是重新排序读写指令

2.volatile的本质：

(1)Volatile的意思是“易变的” 因为访问寄存器要比访问内存单元快的多,所以编译器一般都会作减少存取内存的优化，但有可能会读脏数据。当要求使用volatile声明变量值的时候，系统总是重新从它所在的内存读取数据。也就是编译器对volatile声明的变量时就不再进行优化，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。

(2)比如在本次线程内, 当读取一个变量时，为提高存取速度，编译器优化会先把变量读取到一个寄存器中。以后再取这个变量的值时就直接从寄存器中取值。当变量值在这个线程里改变时，会同时把变量的新值copy到该寄存器中，以便保持一致。但是这个变量在其他的线程中被改变时，该寄存器的值并不会改变，产生了读脏数据

(3)从上面看其实理解成“直接存取原始内存地址”更为贴切

(4)一个变量可以定义成const的同时又是volatile吗？

不加volatile关键字

#include <stdio.h>
 
int main()
{
	const int n = 10;
	int *p = (int*)&n;
	*p = 20;
	printf("%d\n", n);
	return 0;
}

原因：
在编译期间，编译器可能对代码进行优化
当编译器看到此处的n被const修饰，从语义上来讲，n是不期望被修改的
所以优化的时候把n的值存放到寄存器中，以提高访问的效率
只要以后使用n的地方都去寄存器中取，即使n在内存中的值发生变化，寄存器也不受影响，
所以输出的n的值为10

添加volatile关键字

#include <stdio.h>
 
int main()
{
	volatile const int n = 10;
	int *p = (int*)&n;
	*p = 20;
	printf("%d\n", n);
	return 0;
}

可以看到，添加了volatile关键字以后，n变成了20
作用：	在进行编译时不优化，在执行的时候不缓存
		每次都需要从内存中读出（保证内存的可见性）
场景：多用于多线程或多CPU编程

参考链接：
（1）https://blog.youkuaiyun.com/tigerjibo/article/details/7427366#commentBox
（2）https://blog.youkuaiyun.com/ijn842/article/details/81273232