C语言volatile关键字

1.简介

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。

2.作用

volatile的作用是作为指令关键字，确保本条指令不会因编译器的优化而省略，且要求每次直接读值。

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。简单地说就是防止编译器对代码进行优化。举例说明：
```
|1|  BYTE[2] = 0x12  ||2|  BYTE[2] = 0x34  ||3|  BYTE[2] = 0x56  ||4|  BYTE[2] = 0x78  |
```

对外部硬件而言，上述四条语句分别表示不同的操作，会产生四种不同的动作，但是编译器却会对上述四条语句进行优化，认为只有XBYTE[2]=0x78（即忽略前三条语句，只产生一条机器代码）。如果键入volatile，则编译器会逐一地进行编译并产生相应的机器代码（产生四条代码）。

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

3.使用场景

（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

这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题：嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所有这些都要求使用volatile变量。不懂得volatile内容将会带来灾难。

假设被面试者正确地回答了这个问题（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真正懂得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。答案：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） 一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。答案：是的。尽管这并不很常见。举个例子：当一个中断服务子程序修改一个指向一个buffer的指针时。

（3） 下面的函数被用来计算某个整数的平方，它能实现预期设计目标吗？如果不能，试回答存在什么问题：

*` int square（int* temp）{  return（（*temp）*（*temp））；}`*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 （int* temp）{     int a,b;a = *temp;b = *temp;return a*b;}

4.分享个人理解

1）关键在于两个地方

（1）编译器的优化：在本次线程内，当读取一个变量时，为提高存取速度，编译器优化时有时会先把变量读 取到一个寄存器中；以后再取量值时，就直接从寄存器中取值；   当变量值在本线程里改变时，会同时把变量的新值copy到该寄存器中，以便保持一致   当变量在因别的线程等而改变了值，该寄存器的值不会相应改变，从而造成应用程序 取的值和实际的变量值不一致当该寄存器在因别的线程等而改变了值，原变量的值不会改变，从而造成应用程序读取的值和实际的变量值不一致。举一个不太准确的例子： 发薪资时，会计每次都把员工叫来登记他们的银行卡号；一次会计为了省事，没有即时 登记，用了以前登记的银行卡号；刚好一个员工的银行卡丢了，已挂失该银行卡号；从 而造成该员工领不到工资   员工 －－ 原始变量地址银行卡号 －－ 原始变量在寄存器的备份（2）使用场景<1>  并行设备的硬件寄存器<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<4> 补充：volatile应该解释为“直接存取原始内存地址”比较合适，“易变的”这种解释简直有点误导人；“易变”是因为外在因素引起的，像多线程，中断等，并不是因为用volatile修饰了的变量就是“易变”了，假如没有外因，即使用volatile定义，它也不会变化；而用volatile定义之后，其实这个变量就不会因外因而变化了，可以放心使用了； 大家看看前面那种解释（易变的）是不是在误导人。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。

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