volatile变量

本文深入探讨了volatile关键字的概念、用途及在C/C++编程中的实际应用,通过实例展示了如何利用volatile确保对特殊地址的稳定访问,避免编译器优化带来的潜在错误,并通过代码对比演示了volatile关键字在调试模式与发布模式下对程序行为的影响。

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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 声明的变量的值的时候,系统总是重新从它所在的内存读取数据,而不是从寄存器中读取它的备份(编译器优化,将上次读取的值保存到寄存器中提高读取速度)。
 
例如:
 
volatile int i=10;
 
int a = i;
 
...
 
//其他代码,编译器感知不到i被改变了
 
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的内存地址中读取,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:
 
>>
 
#i nclude <stdio.h>
 
void main()
 
{
 
int i=10;
 
int a = i;
 
printf("i= %d",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",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:
 
#i nclude <stdio.h>
 
void main()
 
{
 
volatile int i=10;
 
int a = i;
 
printf("i= %d",a);
 
__asm {
 
mov dword ptr [ebp-4], 20h
 
}
 
int b = i;
 
printf("i= %d",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!
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