Volatile关键字

volatile 影响编译器编译的结果,指出，volatile 变量是随时可能发生变化的，
与volatile变量有关的运算，不要进行编译优化，以免出错，
（VC++ 在产生release版可执行码时会进行编译优化，加volatile
关键字的变量有关的运算，将不进行编译优化。）。
例如：
volatile int i=10;
int j = i;
...
int k = i;
volatile 告诉编译器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，
因而编译器生成的可执行码会重新从i的地址读取数据放在k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k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，不会出错。

/**********************

一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，
编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是，优化器在用到这个变量时必
须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。
下面是volatile变量的几个例子：
1) 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）
2) 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)
3) 多线程应用中被几个任务共享的变量
回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最
基本的问题。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所有这些都要求用
到volatile变量。不懂得volatile的内容将会带来灾难。假设被面试者正确地回答了这
是问题（嗯，怀疑是否会是这样），我将稍微深究一下，看一下这家伙是不是直正懂得
volatile完全的重要性。
1)一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。
2); 一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。
3); 下面的函数有什么错误：
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}
下面是答案：
1)是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。
它是const因为程序不应该试图去修改它。
2); 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个
指向一个buffer的指针时。
3) 这段代码有点变态。这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方，但是，
由于*ptr指向一个volatile型参数，编译器将产生类似下面的代码：
int square(volatile int *ptr)
{
int a,b;
a = *ptr;
b = *ptr;
return a * b;
}
由于*ptr的值可能被意想不到地该变，因此a和b可能是不同的。结果，这段代码可能
返不是你所期望的平方值！正确的代码如下：
long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}
位操作（Bit manipulation）

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功能总结：

一：告诉compiler不能做任何优化。

二：如果一个基本变量被volatile修饰，编译器将不会把它保存到寄存器中，
而是每一次都去访问内存中实际保存该变量的位置上。这一点就避免了没有
volatile修饰的变量在多线程的读写中所产生的由于编译器优化所导致的
灾难性问题。所以多线程中必须要共享的基本变量一定要加上volatile修饰符。
当然了，volatile还能让你在编译时期捕捉到非线程安全的代码。


三：在单线程中那就是只能起到限制编译器优化的作用。
如果没有volatile，你将无法在多线程中并行使用到基本变量。


四：关于类的话，首先如果类是volatile则里面的成员都是volatile的。
其次要将成员函数声明为volatile则同const一样在函数最后声明即可。当你
设计一个类的时候，你声明的那些volatile成员函数是线程安全的，
所以那些随时可能被调用的函数应该声明为volatile。考虑到
volatile等于线程安全代码和非临界区；non-volatile等于
单线程场景和在临界区之中。我们可以利用这个做一个函数的
volatile的重载来在线程安全和速度优先中做一个取舍。
使用总结：
      1.将所有的共享对象声明为volatile；
      2.不要将volatile直接作用于基本类型；
      3.当定义了共享类的时候，用volatile成员函数来保证线程安全；