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C语言关键字--volatile

热度:45   发布时间:2023-10-10 03:15:38.0

释义
volitile是一个类型修饰符(type specifier),就像我们熟悉的const一样,它是被设计用来修饰被不同线程访问和修改的变量;

作用
volitile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了
简单地说就是防止编译器对代码进行优化

例子
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

// 延展
1)一个参数既可以是const还可以是volatile吗?解释为什么。
2)一个指针可以是volatile 吗?解释为什么。
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(volatile int *ptr)
{return ((*ptr) * (*ptr));
}

// 答案
1)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)是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中断服务子程序修改一个指向一个buffer的指针时。
3)这段代码是个恶作剧。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(volatile int* &ptr)//这里参数应该申明为引用,不然函数体里只会使用副本,外部没法更改
{int a,b;a = *ptr;b = *ptr;return a*b;
}

由于*ptr的值可能在两次取值语句之间发生改变,因此a和b可能是不同的。结果,这段代码可能返回的不是你所期望的平方值!正确的代码如下:

long square(volatile int*ptr)
{int a;a = *ptr;return a*a;
}

// 个人理解
⒈编译器的优化(请高手帮我看看下面的理解)
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;
以后再取变量值时,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,从而造成应用程序读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

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