在学习Tinyos调度机制的时候,我碰到了volatile这个类型修饰符。我对它的用法不是很清楚,上网查了下才搞清楚。
摘录如下:
就象大家更熟悉的const一样,volatile是一个类型修饰符(type specifier)。它是被设计用来修饰被不同线程访问和修改的变量。如果没有volatile,基本上会导致这样的结果:要么无法编写多线程程序,要 么编译器失去大量优化的机会。下面我们来一个个说明。
考虑下面的代码:
代码:
class Gadget
{ public:
void Wait()
{ while (!flag_)
{ Sleep(1000); // sleeps for 1000 milliseconds }
}
void Wakeup()
{ flag_ = true; }
...
private: bool flag_;
};
上面代码中Gadget::Wait的目的是每过一秒钟去检查一下flag_成员变量,当flag_被另一个线程设为true时,该函数才会返回。至少这 是程序作者的意图,然而,这个Wait函数是错误的。
假设编译器发现Sleep(1000)是调用一个外部的库函数,它不会改变成员变量 flag_,那么编译器就可以断定它可以把flag_缓存在寄存器中,以后可以访问该寄存器来代替访问较慢的主板上的内存。这对于单线程代码来说是一个很 好的优化,但是在现在这种情况下,它破坏了程序的正确性:当你调用了某个Gadget的Wait函数后,即使另一个线程调用了Wakeup,Wait还是 会一直循环下去。这是因为flag_的改变没有反映到缓存它的寄存器中去。编译器的优化未免有点太……乐观了。 在大多数情况下,把变量缓存在寄存器中是一个非常有价值的优化方法,如果不用的话很可惜。C和 C++给你提供了显式禁用这种缓存优化的机会。如果你声明变量是使用了volatile修饰符,编译器就不会把这个变量缓存在寄存器里——每次访问都将去 存取变量在内存中的实际位置。这样你要对Gadget的Wait/Wakeup做的修改就是给flag_加上正确的修饰:
class Gadget
{ public:
... as above ...
private:
volatile bool flag_;
};
本文深入探讨了在TinyOS调度机制中使用volatile类型修饰符的重要性,通过实例解释了它如何确保多线程环境下的变量访问正确性和避免编译器优化导致的问题。
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