【C语言】volatile关键字

简介: volatile用来修饰变量,告知编译器不要对这个变量进行优化,每次要用到这个变量时都必须从内存中读取它的值。

一. 基本介绍

volatile用来修饰变量,告知编译器不要对这个变量进行优化,每次要用到这个变量时都必须从内存中读取它的值。


看下面一段代码:


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在 C/C++ 中被 const 修饰的变量已经是一个常量了,这时它具有替换的作用,编译器在编译代码的时候,在程序中看到对常量中的内容读取时,会直接使用常量中的内容替换常量。


我们可以用 volatile 修饰这个常量,告知编译器不要对这个常量进行如何优化:

8f4b8a3382d743d2a590a0c3f56849f4.png



二. 演示实验

思考一下,这个代码有哪些地方,编译器是可以优化的?


#include <stdio.h>
int pass = 1;
int main()
{
  while (pass) {
  }
  return 0;
}


编译器在编译的时候,能识别到while循环内并没有对pass变量进行修改,又因为pass变量的值就是循环条件,所以编译器会把它的值放到寄存器中,这样cpu每次要进行循环条件判定时就从寄存器中拿出值来判定,比起每次从内存中读取pass的值,从寄存器读取的速度是更快的,这是编译器在程序效率上的优化。


这种优化有些时候害了我们,比如在多线程的场景,其它线程可能就会对这个pass变量的值进行修改,这时原线程中的pass的值已然改变,但cpu依然是从寄存器中取值,造成一种内存中的值被覆盖的现象。


接下来,我们从汇编的角度,在 Linux 平台下对比演示加还是不加 volatile 的作用:


不加 volatile

ed2886b997094ab5af75e509bbfa63c6.png


加 volatile


cc6a37ffbf0942a98989c6f00e136604.png

结论:volatile 修饰变量时可以告知编译器不要对这个变量进行优化,保持变量内存的可见性


三. const 能否和 volatile 一起使用

const是常量的意思,volatile是易变的意思,这两个字义冲突的关键字能否同时使用呢?


我们各个编译器上试试看能否同时使用:


const volatile int a = 10;

上面定义变量的语句在 vs2017 和 gcc 4.8 中都能编译通过


const 是在编译期间起效果

volatile 在编译期间主要影响编译器,形成不优化的代码,进而影响运行,故:编译和运行都起效果。

const 要求你不要进行写入就可以。volatile 意思是你读取的时候,每次都要从内存读。两者并不冲突。


虽然 volatile 就叫做易变关键字,但这里仅仅是描述它修饰的变量可能会变化,要编译器注意,并不是它要求对应变量必须变化!这点要特别注意。


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