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(C/C++)volatile在程序设计中有什么作用

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发表于 2016-1-17 22:55:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
    编译器优化的时候可能会出现问题,如当遇到多线程编程时,变量的值可能因为别的线程而改变了,而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。例如,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;当以后再取变量值时,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复制到该寄存器中,以便保持一致。
        volatile是一个类型修饰符(typespecifier),它用来修饰被不同线程访问和修改的变量。被volatile类型定义的变量,系统每次用到它的时候都是直接从对应的内存当中提取,而不会利用cache中的原有数值,以适应它的未知何时会发生的变化,系统对这种变量的处理不会做优化。所以,volatile一般用于修饰多线程间被多个任务共享的变量和并行设备硬件寄存器等。
对于volatile关键字的作用,可以通过在代码中插入汇编代码,测试有无volatile关键字对程序最终代码的影响。
     首先建立一个voltest.cpp文件,输入下面的代码:
  1. #include <stdio.h>
  2. int main( )
  3. {
  4.              int i=10;
  5.              int a = i;
  6.              printf("i= %d\n",a);//下面汇编语句的作用是改变内存中i的值,但是又不让编译器知道
  7.              _asm
  8.              {
  9.                              mov  dword ptr [ebp-4], 20h
  10.              }
  11.              int b = i;
  12.              printf("i= %d\n",b);
  13.              return 0;
  14. }
复制代码
    在debug调试版本模式运行程序输出结果如下
  1. i = 10
  2. i = 32
复制代码
    在release版本模式运行程序输出结果如下
  1. i = 10
  2. i = 10
复制代码
    输出的结果明显表明release模式下编译器对代码进行了优化第二次没有输出正确的i值。把 i的声明加上volatile关键字,程序实例如下:
  1. #include <stdio.h>
  2. int main( )
  3. {
  4.              volatile int i=10;
  5.              int a = i;
  6.              printf("i= %d\n",a);//下面汇编语句的作用是改变内存中i的值,但是又不让编译器知道
  7.              _asm
  8.              {
  9.                              mov  dword ptr [ebp-4], 20h
  10.              }
  11.              int b = i;
  12.              printf("i= %d\n",b);
  13.              return 0;
  14. }
复制代码
    分别在debug调试版本和release发布版本运行程序输出如下所示
  1. i = 10
  2. i = 32
复制代码
    一个定义为volatile的变量是说这个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。准确地说,优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值(FromMemory),而不是使用保存在寄存器里的备份。

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