什么時(shí)候需要使用volatile關(guān)鍵字

想必大家平時(shí)都見(jiàn)過(guò)volatile關(guān)鍵字，可是大家知道什么時(shí)候需要使用volatile關(guān)鍵字嗎？

直接看下面代碼：

int a = 100;
while (a == 100) { // code}

這段程序編譯時(shí)，如果編譯器發(fā)現(xiàn)程序始終沒(méi)有企圖改變a的值，那它可能就會(huì)優(yōu)化這段代碼，變成while(true)的死循環(huán)使得程序執(zhí)行的更快，然而這種優(yōu)化有時(shí)候會(huì)變成過(guò)度優(yōu)化，編譯器有時(shí)候可能沒(méi)有意識(shí)到程序會(huì)改變a的值，卻做了這種優(yōu)化導(dǎo)致程序沒(méi)有產(chǎn)生預(yù)期的行為。

這里為了產(chǎn)生預(yù)期的行為，需要阻止編譯器做這種優(yōu)化，可以使用volatile關(guān)鍵字修飾。

volatile int a = 100;

volatile關(guān)鍵字和const關(guān)鍵字相對(duì)應(yīng)，const關(guān)鍵字告訴編譯器其修飾的變量是只讀的，編譯器根據(jù)只讀屬性做一些操作，而volatile關(guān)鍵字告訴編譯器其修飾的變量是易變的，同理編譯器根據(jù)易變屬性也會(huì)做一些操作。它會(huì)確保修飾的變量每次都讀操作都從內(nèi)存里讀取，每次寫(xiě)操作都將值寫(xiě)到內(nèi)存里。volatile關(guān)鍵字就是給編譯器做個(gè)提示，告訴編譯器不要對(duì)修飾的變量做過(guò)度的優(yōu)化，提示編譯器該變量的值可能會(huì)以其它形式被改變。

volatile修飾結(jié)構(gòu)體時(shí)，結(jié)構(gòu)體的成員也是volatile的嗎

struct A { int data;};volatile A a;const A b;

答案是結(jié)構(gòu)體內(nèi)所有的都是volatile，引用c++標(biāo)準(zhǔn)里的一句話：

[Note: volatile is a hint to the implementation to avoid aggressive optimization involving the object because the value of the object might be changed by means undetectable by an implementation. See 1.9 for detailed semantics. In general, the semantics of volatile are intended to be the same in C + + as they are in C. ]

這里大體可以理解為一個(gè)對(duì)象是volatile，那對(duì)象里所有的成員也都是volatile。其實(shí)const和volatile可以理解為是硬幣的兩面，我們經(jīng)常聽(tīng)到看到傳說(shuō)中的CV修飾詞就是const和volatile關(guān)鍵字。

volatile可以保證原子性嗎

想必大家都知道答案，volatile只保證內(nèi)存可見(jiàn)性，不能保證操作是原子的，拿i++舉例：

volatile int i = 0;i++; // i = i + 1

i++ 相當(dāng)于i=i+1，而i=i+1其實(shí)可以分解為好幾步：

• 先讀取i的值到tmp

• 增加tmp的值

• 把tmp的值寫(xiě)回到i的地址里

而volatile只能保證內(nèi)存可見(jiàn)，可以理解為上述三步中的每一步都是原子的，但是三步合起來(lái)卻不一定是原子的，因?yàn)樵诙嗑€程中三步中間可能插入一些其它操作改變了預(yù)期的行為，所以volatile不能用在多線程中，多線程中的原子操作還是需要使用atomic。單例模式的double check方法中instance變量為什么需要使用volatile修飾也是這個(gè)原理。

小總結(jié)

參考資料

https://stackoverflow.com/questions/4437527/why-do-we-use-volatile-keyword

https://stackoverflow.com/questions/72552/why-does-volatile-exist

https://stackoverflow.com/questions/4479597/does-making-a-struct-volatile-make-all-its-members-volatile/4479652

https://stackoverflow.com/questions/19744508/volatile-vs-atomic

https://blog.csdn.net/bdss58/article/details/44813597

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