volatile关键字

xxfihm

关于这个限定符，不是很确定。

看了一些文档，说主要是为了防止变量被的读写被编译器优化，保证每次读写这个变量都直接作用到内存，而不在寄存器中操作。

但是我想既然编译器这样优化了，自然是对执行的效率有好处的，为什么还要取消这种优化呢？

是不是只有在多线程环境下，共享变量加上这个关键字才有意义呢？是否就是下面的情况：
//=============
比如全局int a;
thread1修改a为2，但这次只在寄存器中修改，之后发生线程上下文切换，到thre2，thre2读取a的数据就出问题了？
//=============

如果是这样，我想编译的优化就有问题吧，这样的情况编译器应该不会进行优化，那么volatile关键字的存在具体还有什么意义呢？


求高人解释。。

ahocat

主要跟硬件驱动程序的编写有关。
硬件可能通过DMA直接访问内存，修改变量的值，这种变化是不会自动反应到CPU缓存中的。

jeung

回复 1# xxfihm


    “val是全局变量，val在多线程环境中=>val不会被优化”？
还有通常那些会为信号处理函数改写的全局变量会标记易挥发，譬如

1. volatile bool g_shutdown = false;
   
2. static void sighandler(int signal)
   
3. {
   
4.         if (signal == SIGINT
   
5.                     || signal == SIGTERM)
   
6.                 g_shutdown = true;
   
7. }

复制代码

狗蛋

优化有很多种。

以前看IBM的一篇文章，奔腾3访问一次主内存可能相当于执行14个加法指令.

于是：
x=100
y=fun()
....
....
print_int(x, y, z)

如果中间没有写过x或者把x传递给可能修改它的函数，那么合格的编译器就应该直接把这个x替换成常量100（而不是执行昂贵的内存读操作）


此外，现代CPU有很多寄存器，上面的y值如果一直没有被修改过，那么它完全可以放在寄存器里，到print_int的时候直接从寄存器中取值——这同样是合格的现代编译器所必须具备的能力。

随便说一句，如果print_int声明为void print_int(const &int, int, int &)，那么编译器就可以知道，print_int不会修改传递给它的前两个int参数，但会修改第三个int参数——于是执行print_int之后，x、y仍然可以继续认为没有变化，而z就必须重新从主存读取了。这是const的价值之一，也是不要用强制类型转换去掉变量的const属性的理由之一。


显然，多线程环境下，如果x、y、z可能被其它线程修改，所以每次用到都要重新读取；或者，在某些机器上，外设端口和内存统一编址，那么这个地址的数据显然会随时间改变，每次都必须重新读取。这时就必须用volatile来修饰它们了。

//=============
比如全局int a;
thread1修改a为2，但这次只在寄存器中修改，之后发生线程上下文切换，到thre2，thre2读取a的数据就出问题了？
//=============

是的。编译器的确会这样优化。所以才必须有volatile关键字来明确阻止这种错误的优化。这也是编写多线程程序的难点之一。

xxfihm

回复 4# 狗蛋


回头找时间测试下，如果真会那样优化，窃以为不大好。。。

xxfihm

多谢各位兄台~

zhaohongjian000

http://www.parallellabs.com/2010 ... eaded-applications/