在谈volatile关键字

在学习C/C++中，我们曾经学习过了一个关键字volatile，我们知道volatile关键字的作用是保证内存的可见性，但是我们当时在学习的时候例子场景比较有限，例子是单个执行流，因为当时没有学习过多个执行流执行的情况，所以我们现在可以以多个执行流的代码为例子，再次学习volatile关键字。

首先我们可以先写一个两个执行流死循环的例子：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
int flag = 0;
void handler(int signo)
{
  flag = 1;
  printf("change flag to 1\n");
}
int main()
{
  //对2号信号捕捉
  struct sigaction act;
  sigisemptyset(&act.sa_mask);
  act.sa_handler = handler;
  sigaction(2,&act,NULL);
  //signal(SIGINT,handler);
  while(!flag);
  printf("proc done...\n");
  return 0;
}

上述例子的执行结果是一直死循环直到遇到ctrl+c，即是2号信号。会跳出循环，打印proc done...。

我们都知道gcc编译器可以对代码进行优化，有4个优化级别O1、O2、O3、O0，我们可以对此代码进行一个二级优化看结果gcc -o test -O2 test.c。

从上边的结果我们可以看出来对2号信号的捕捉确实调用了handler函数，所以flag也确实改变为1了，但是为什么循环没有结束呢？这个现象就可以说明main执行流在使用flag变量的时候不是从内存中去拿的，而是直接从寄存器中拿出来的，当我们采用二级优化编译的时候，编译器会将不修改而且经常调用的变量放到编译器中(编译器只会看到一个执行流既main中flag不会改变，handler执行流不会影响)，main执行流每次使用的flag时候的时候就直接从寄存器中拿，而不是从内存中直接拿来用，虽然内存中的值改变了，但是却不影响寄存器中的值。
所以，这里我们可以加上volatile关键字，保证内存的可见性，防止编译器对代码产生优化，每次使用flag的时候直接从内存中拿来使用。

修改上述代码，加上volatile关键字：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
int flag = 0;
volatile void handler(int signo)
{
  flag = 1;
  printf("change flag to 1\n");
}
int main()
{
  //对2号信号捕捉
  struct sigaction act;
  sigisemptyset(&act.sa_mask);
  act.sa_handler = handler;
  sigaction(2,&act,NULL);
  //signal(SIGINT,handler);
  while(!flag);
  printf("proc done...\n");
  return 0;
}

运行结果为：

这样就可以得到我们想要的结果。