volatile和const一样是C++的类型修饰符(type specifier),即可以用来修饰变量,也可以用来修饰指针,甚至是用户自定义类型,函数等.
该关键字只能保证: 被volatile修饰的变量等每次访问时候都从所在内存获取.
volatile的字面意思是: 易变的,不稳定的.
C/C++编译器优化原则: 保证一段程序的运行在优化前后无变化.
case 1:
int a =0; //在realse版本下a和b的值都会被读取cpu的寄存器中,以方便更加快速的访问. int b =0; b = a+1; //这里读取a的值并不是从内存读取,而从cpu寄存器中读取.
case 1.5:
volatile int a=1; int b = 0; a = function(); //这里的值还是被直接写到a的所在的内存(注意是内存)地址里. b = a+1; //但是这里不同了!这里不再从寄存器中读取a的值了而是直接从a的地址中读取该值.
case 1.6:
//这里的本意是在两个不同时刻获取 number_1 的内容.(其中number_1中的内容可能实时改变). //如果这里未使用volatile修饰,第一次读取到的内容是从内存中获取的,但是第二次读取为了节省时间就会从寄存器的缓存中获取 //这样一来拿到的数据就不对了. voliatile int number_1{0}; int number_2 = number_1; int number_3 = number_1;
case 2:
int a; int b; int c; a = 1; b = 2; c = 3; std::cout<< a << b << c <
case 2.5:
volatile int a; //注意这里的volatile. volatile int b; //同上 volatile int c; //同上 a = 1; //把1写到a的地址里.并且把a此时的值读到CPU寄存器里. b = 2; //把2写到b的地址里.并且把b此时的值读到CPU寄存器里. c = 3; //把3写到c的地址里.并且把c此时的值读到cpu寄存器里. std::cout << a << b << c <
case 3:
int a;int b;void function(){ a = b + 1; b = 0; }//上面的代码中我们理想的情况是:首先执行a = b+1;//但是经过编译器的优化 b = 0;首先被执行了.也因为b是全局变量因此是优先初始化的.
case 3.5:
int a;volatile int b; //注意这里.void function(){ a = b +1; b = 0; //注意这里b = 0,其实是和默认初始化一样的效果因此被提前了.}//上面的代码中我们把b声明成了volatile类型,但是仍然没有阻止编译器的优化.//b = 0;被提到了 a = b + 1;之前执行.
case 4:
volatile int a;volatile int b;void function(){ a = b + 1; b = 0;}//OK,编译器没有进行任何优化,按照我们写的顺序执行了.
总结:
特性一:编译器对该变量的访问不再优化(即每次都直接从内存中读取值,而不是为了速度从cpu寄存器中读取)提供对地址的稳定访问
特性二:顺序性,保证代码按照我们所写的顺序执行(如果混合使用volatile变量和普通变量仍然有可能造成适当乱序)
错误的使用:volatile
#include#include #include #include volatile bool boolean = false; //这是非常错误的用法!!!!!!!!!!!!!!!.//最好用 std::aomic boolean(false);void doSomething(const int& id, const char& c){ while (!boolean) { std::this_thread::yield();//注意这里. } for (volatile int i = 0; i < 10; ++i) { std::cout << c; }}int main(){ std::thread threads[3]; for (unsigned int i = 0; i < 3; ++i) { threads[i] = std::thread(doSomething, i, 'a' + i); } boolean = true; for (std::thread& ref_thread : threads) { ref_thread.join(); } std::cout << '\n'; return 0;}
上面的代码虽然运行起来没有问题,但是却潜在一个很大的问题,因为这些线程是并行运行的虽然主线程把bool值设为了true,但是万一再有其他的线程把值设为false那么就有可能产生data race.
参考:《The C++ Standard library》988页,所说在C++中volatile即不提供atomicity(非原子的,也不提供特别的order,也不提供互斥性).