volatile关键字的作用是什么?在c++中它能解决什么问题?

就我而言,我从来没有明知肚明地需要它。


当前回答

除了volatile关键字用于告诉编译器不要优化对某些变量(可以由线程或中断例程修改)的访问之外,它还可以用于删除一些编译器错误——是的,它可以是——。

例如,我在一个嵌入式平台上工作,编译器对变量的值做出了一些错误的假设。如果代码没有优化,程序可以正常运行。通过优化(这是非常必要的,因为这是一个关键的例程),代码将无法正常工作。唯一的解决方案(虽然不是很正确)是将“错误的”变量声明为volatile。

其他回答

如果你正在从内存中的某个点(比如说,一个完全独立的进程/设备/任何东西)读取数据,则需要使用Volatile。

我曾经在纯c的多处理器系统中使用双端口ram。我们使用硬件管理的16位值作为信号量,以知道另一个家伙什么时候完成。基本上我们是这样做的:

void waitForSemaphore()
{
   volatile uint16_t* semPtr = WELL_KNOWN_SEM_ADDR;/*well known address to my semaphore*/
   while ((*semPtr) != IS_OK_FOR_ME_TO_PROCEED);
}

没有volatile,优化器认为循环是无用的(这家伙从不设置值!他疯了,删掉那代码吧!),我的代码会在没有获得信号量的情况下继续运行,从而在以后造成问题。

除了volatile关键字用于告诉编译器不要优化对某些变量(可以由线程或中断例程修改)的访问之外,它还可以用于删除一些编译器错误——是的,它可以是——。

例如,我在一个嵌入式平台上工作,编译器对变量的值做出了一些错误的假设。如果代码没有优化,程序可以正常运行。通过优化(这是非常必要的,因为这是一个关键的例程),代码将无法正常工作。唯一的解决方案(虽然不是很正确)是将“错误的”变量声明为volatile。

我曾经在20世纪90年代早期开发过一个大型应用程序,其中包含使用setjmp和longjmp进行基于c语言的异常处理。volatile关键字对于那些值需要保存在作为“catch”子句的代码块中的变量是必要的,以免这些变量被存储在寄存器中并被longjmp清除。

除了按预期使用它,volatile还用于(模板)元编程。它可以用来防止意外重载,因为volatile属性(如const)参与了重载解析。

template <typename T> 
class Foo {
  std::enable_if_t<sizeof(T)==4, void> f(T& t) 
  { std::cout << 1 << t; }
  void f(T volatile& t) 
  { std::cout << 2 << const_cast<T&>(t); }

  void bar() { T t; f(t); }
};

这是合法的;这两个重载都可能是可调用的,并且执行几乎相同的操作。在volatile重载中的强制转换是合法的,因为我们知道bar无论如何都不会通过一个非volatile T。不过,volatile版本严格来说更糟糕,所以如果非volatile f可用,则永远不要在重载分辨率中选择。

注意,代码实际上从不依赖于volatile内存访问。

我想引用Herb Sutter在GotW #95中的一句话,这有助于理解volatile变量的含义:

C++ volatile variables (which have no analog in languages like C# and Java) are always beyond the scope of this and any other article about the memory model and synchronization. That’s because C++ volatile variables aren’t about threads or communication at all and don’t interact with those things. Rather, a C++ volatile variable should be viewed as portal into a different universe beyond the language — a memory location that by definition does not obey the language’s memory model because that memory location is accessed by hardware (e.g., written to by a daughter card), have more than one address, or is otherwise “strange” and beyond the language. So C++ volatile variables are universally an exception to every guideline about synchronization because are always inherently “racy” and unsynchronizable using the normal tools (mutexes, atomics, etc.) and more generally exist outside all normal of the language and compiler including that they generally cannot be optimized by the compiler (because the compiler isn’t allowed to know their semantics; a volatile int vi; may not behave anything like a normal int, and you can’t even assume that code like vi = 5; int read_back = vi; is guaranteed to result in read_back == 5, or that code like int i = vi; int j = vi; that reads vi twice will result in i == j which will not be true if vi is a hardware counter for example).