为什么C中需要挥发性?它的用途是什么?它会做什么?
当前回答
volatile的另一个用途是信号处理程序。如果你有这样的代码:
int quit = 0;
while (!quit)
{
/* very small loop which is completely visible to the compiler */
}
编译器可以注意到循环体没有触及quit变量,并将循环转换为while (true)循环。即使在信号处理程序上为SIGINT和SIGTERM设置了退出变量;编译器无法知道这一点。
但是,如果quit变量被声明为volatile,编译器将被迫每次加载它,因为它可以在其他地方修改。这正是你在这种情况下想要的。
其他回答
简单来说,它告诉编译器不要对特定变量做任何优化。映射到设备寄存器的变量由设备间接修改。在这种情况下,必须使用volatile。
它不允许编译器自动改变变量的值。易失性变量用于动态使用。
在我看来,你不应该对volatile期望太高。为了说明这一点,看看尼尔斯·派彭布林克(Nils Pipenbrinck)的高票数回答中的例子。
我想说,他的例子并不适用于volatile。Volatile只用于: 阻止编译器进行有用和理想的优化。这与线程安全、原子访问甚至内存顺序无关。
在这个例子中:
void SendCommand (volatile MyHardwareGadget * gadget, int command, int data)
{
// wait while the gadget is busy:
while (gadget->isbusy)
{
// do nothing here.
}
// set data first:
gadget->data = data;
// writing the command starts the action:
gadget->command = command;
}
gadget->data = gadget->command = command之前的数据仅由编译器在编译后的代码中保证。在运行时,处理器仍然可能根据处理器架构对数据和命令分配进行重新排序。硬件可能会得到错误的数据(假设gadget映射到硬件I/O)。数据和命令分配之间需要内存屏障。
正如这里许多人正确地建议的那样,volatile关键字的流行用途是跳过volatile变量的优化。
在阅读了volatile之后,我想到的最好的优点是——在longjmp的情况下防止回滚变量。非本地跳转。
这是什么意思?
它只是意味着在你进行堆栈展开后,最后一个值将被保留,以返回到前一个堆栈帧;通常是在一些错误的情况下。
因为它超出了这个问题的范围,所以我不打算在这里详细讨论setjmp/longjmp,但是值得一读;以及如何使用波动特征来保留最后的价值。
volatile的边缘用法如下。假设你想计算一个函数f的数值导数:
double der_f(double x)
{
static const double h = 1e-3;
return (f(x + h) - f(x)) / h;
}
问题是由于舍入误差,x+h-x通常不等于h。想想看:当你减去非常接近的数字时,你会丢失很多有效的数字,这可能会破坏导数的计算(想想1.00001 - 1)
double der_f2(double x)
{
static const double h = 1e-3;
double hh = x + h - x;
return (f(x + hh) - f(x)) / hh;
}
但是根据您的平台和编译器开关的不同,该函数的第二行可能会被积极优化的编译器删除。所以你可以写
volatile double hh = x + h;
hh -= x;
强制编译器读取包含hh的内存位置,从而丧失最终的优化机会。