c/c++语言开发共享挥发性及其有害影响

不， volatile无害。 在任何情况下。 永远。 没有可能的格式良好的代码片段会随着对象（以及指向该对象的指针）添加volatile而中断。 然而， volatile往往知之甚少 。 内核文档声明volatile被认为是有害的原因是人们继续使用它来破坏内核线程之间的同步。 特别是，他们使用了volatile变量变量，就好像它们的访问权限被保证是primefaces的一样，但事实并非如此。

volatile也没有用，特别是如果你去裸机，你将需要它。 但是，与任何其他工具一样，在使用它之前理解volatile的语义非常重要。

什么是volatile的

在标准中，对volatile对象的访问被认为是副作用 ，与递增或递减++和--方式相同。 特别是，这意味着5.1.2.3（3），其中说

（…）实际实现不需要评估表达式的一部分，如果它可以推断出它的值没有被使用并且没有产生所需的副作用（包括由调用函数或访问volatile对象引起的任何副作用）

不适用。 编译器必须在每个序列点丢弃它认为知道的关于volatile变量值的所有内容。 （与其他副作用一样，当对volatile对象的访问发生时，由序列点控制）

这种影响主要是禁止某些优化。 以代码为例

 int i; void foo(void) { i = 0; while(i == 0) { // do stuff that does not touch i } } 

允许编译器将其转换为永远不会再次检查i的无限循环，因为它可以推断出i的值在循环中没有改变，因此i == 0将永远不会为假。 即使存在可以想象地改变i另一个线程或中断处理程序，这也适用 。 编译器不知道它们，它并不关心。 明确允许不在乎。

与此形成鲜明对比

 int volatile i; void foo(void) { i = 0; while(i == 0) { // Note: This is still broken, only a little less so. // do stuff that does not touch i } } 

现在编译器必须假设i可以随时更改并且无法进行此优化。 当然，这意味着如果处理中断处理程序和线程，则需要使用volatile对象进行同步。 然而，它们并不足够。

什么volatile不是

volatile不保证是primefaces访问。 如果您习惯于嵌入式编程，这应该具有直观意义。 如果愿意，请考虑以下8位AVR MCU的代码：

 uint32_t volatile i; ISR(TIMER0_OVF_vect) { ++i; } void some_function_in_the_main_loop(void) { for(;;) { do_something_with(i); // This is thoroughly broken. } } 

这段代码被破坏的原因是对i访问不是primefaces的 – 在8位MCU上不能是primefaces的。 例如，在这种简单的情况下，可能会发生以下情况：

类似的事情可能发生在PC和其他平台上。 如果有的话，更多的机会可以通过更复杂的架构打开。

带走

所以不，使用volatile也不错，你（通常）必须在裸机代码中执行它。 但是，当你使用它时，你必须记住它不是一根魔杖，你仍然必须确保你不会绊倒自己。 在嵌入式代码中，通常采用特定于平台的方式来处理primefaces性问题; 例如，在AVR的情况下，通常的撬棍方法是在持续时间内禁用中断，如

 uint32_t x; ATOMIC_BLOCK(ATOMIC_RESTORESTATE) { x = i; } do_something_with(x); 

…如果事先启用了ATOMIC_BLOCK宏，则ATOMIC_BLOCK调用cli() （禁用中断），然后调用sei() （启用中断）。

C11是第一个明确承认multithreading存在的C标准，它引入了一系列新的primefaces类型和内存防护操作，可用于线程间同步，并且在许多情况下使用不必要的volatile 。 如果您可以使用它们，那么它可能需要一段时间才能到达所有常见的嵌入式工具链。 有了它们，上面的循环可以像这样修复：

 atomic_int i; void foo(void) { atomic_store(&i, 0); while(atomic_load(&i) == 0) { // do stuff that does not touch i } } 

……最基本的forms。 更宽松的内存顺序语义的精确语义超出了SO答案的范围，因此我将坚持使用默认的顺序一致的东西。

如果您对此感兴趣，Gil Hamilton在评论中提供了一个链接，用于解释使用C11primefaces的无锁堆栈实现，尽管我不认为这是对内存顺序语义本身的非常好的写法。 然而，C11模型似乎与C ++ 11内存模型密切相关，其中存在一个有用的表示。 如果我找到一个特定于C11的写入的链接，我会在稍后将其放在此处。

volatile只有在这样限定的对象可以异步更改时才有用。 这种变化可能发生

在所有这些情况下，您必须声明您的对象volatile ，否则您的程序将无法正常工作。 （您可能会注意到不同线程之间共享的对象不在列表中。）

在所有其他情况下，您不应该，因为您可能缺少优化机会。 另一方面，限定不属于上述点的对象volatile不会使您的代码不正确。

Volatile告诉编译器不要优化与volatile变量有关的任何东西。

为什么不应该使用“volatile”类型类？ – 内核文档中的最佳文章

在必要和适当的情况下不使用volatile更有可能是有害的！ 对volatile任何感知问题的解决方案不是禁止使用它，因为在许多情况下，安全和正确的语义是必要的。 相反，解决方案是了解其目的和行为。

对于可能在编译器知识之外进行更改的任何数据（例如I / O和双端口或DMA存储器），这一点至关重要。 访问执行上下文（如线程和中断处理程序）之间共享的内存也是必要的。 这也许是困惑所在; 它确保显式读取此类内存，并且不强制执行primefaces性或互斥 – 需要其他机制，但这并不排除volatile ，但它只是共享内存访问解决方案的一部分。

请参阅以下使用volatile的文章（并将它们发送给您的项目经理！）：

volatile是c中的一个关键字，它告诉编译器不要对该变量进行任何类型的优化。

让我举个简单的例子：

 int temp; for ( i=0 ;i <5 ; i++ ) { temp = 5; } 

编译器将做什么来优化代码：

 int temp; temp = 5; /* assigned temp variable before the loop. */ for ( i=0 ;i <5 ; i++ ) { } 

但是如果我们提到volatile关键字，那么编译器将不会对temp变量进行任何类型的优化。

 volatile int temp; for ( i=0 ;i <5 ; i++ ) { temp = 5; } 

“挥发性被认为是有害的”—>我不认为挥发性有害。 如果您不希望编译器端进行任何优化，请使用volatile。

例如，考虑这段代码是由温度计公司使用的，而temp是一个变量，用于获取可随时改变的大气温度。 因此，如果我们不使用volatile，那么编译器将进行优化，并且大气温度将始终相同。

需要了解更多c/c++开发分享挥发性及其有害影响，也可以关注C/ C++技术分享栏目—计算机技术网(www.ctvol.com)!