volatile的變量使用

關(guān)鍵在于兩個地方：

1.編譯器的優(yōu)化(請高手幫我看看下面的理解)

在本次線程內(nèi),當(dāng)讀取一個變量時，為提高存取速度，編譯器優(yōu)化時有時會先把變量讀取到一個寄存器中；以后，再取變量值時，就直接從寄存器中取值；

當(dāng)變量值在本線程里改變時，會同時把變量的新值copy到該寄存器中，以便保持一致

當(dāng)變量在因別的線程等而改變了值，該寄存器的值不會相應(yīng)改變，從而造成應(yīng)用程序讀取的值和實際的變量值不一致

當(dāng)該寄存器在因別的線程等而改變了值，原變量的值不會改變，從而造成應(yīng)用程序讀取的值和實際的變量值不一致


舉一個不太準(zhǔn)確的例子：

發(fā)薪資時，會計每次都把員工叫來登記他們的銀行卡號；一次會計為了省事，沒有即時登記，用了以前登記的銀行卡號；剛好一個員工的銀行卡丟了，已掛失該銀行卡號；從而造成該員工領(lǐng)不到工資

員工－－原始變量地址
銀行卡號－－原始變量在寄存器的備份


2.在什么情況下會出現(xiàn)(如1樓所說)

1).并行設(shè)備的硬件寄存器（如：狀態(tài)寄存器）
2).一個中斷服務(wù)子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automaticvariables)
3).多線程應(yīng)用中被幾個任務(wù)共享的變量


補充：volatile應(yīng)該解釋為“直接存取原始內(nèi)存地址”比較合適，“易變的”這種解釋簡直有點誤導(dǎo)人；

“易變”是因為外在因素引起的，象多線程，中斷等，并不是因為用volatile修飾了的變量就是“易變”了，假如沒有外因，即使用volatile定義，它也不會變化；

而用volatile定義之后，其實這個變量就不會因外因而變化了，可以放心使用了；大家看看前面那種解釋（易變的）是不是在誤導(dǎo)人


－－－－－－－－－－－－簡明示例如下：－－－－－－－－－－－－－－－－－－

volatile關(guān)鍵字是一種類型修飾符，用它聲明的類型變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改，比如：操作系統(tǒng)、硬件或者其它線程等。遇到這個關(guān)鍵字聲明的變量，編譯器對訪問該變量的代碼就不再進行優(yōu)化，從而可以提供對特殊地址的穩(wěn)定訪問。
使用該關(guān)鍵字的例子如下：
intvolatilenVint;
>>>>當(dāng)要求使用volatile聲明的變量的值的時候，系統(tǒng)總是重新從它所在的內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)，即使它前面的指令剛剛從該處讀取過數(shù)據(jù)。而且讀取的數(shù)據(jù)立刻被保存。
例如：
volatileinti=10;
inta=i;
...
//其他代碼，并未明確告訴編譯器，對i進行過操作
intb=i;
>>>>volatile指出i是隨時可能發(fā)生變化的，每次使用它的時候必須從i的地址中讀取，因而編譯器生成的匯編代碼會重新從i的地址讀取數(shù)據(jù)放在b中。而優(yōu)化做法是，由于編譯器發(fā)現(xiàn)兩次從i讀數(shù)據(jù)的代碼之間的代碼沒有對i進行過操作，它會自動把上次讀的數(shù)據(jù)放在b中。而不是重新從i里面讀。這樣以來，如果i是一個寄存器變量或者表示一個端口數(shù)據(jù)就容易出錯，所以說volatile可以保證對特殊地址的穩(wěn)定訪問。
>>>>注意，在vc6中，一般調(diào)試模式?jīng)]有進行代碼優(yōu)化，所以這個關(guān)鍵字的作用看不出來。下面通過插入?yún)R編代碼，測試有無volatile關(guān)鍵字，對程序最終代碼的影響：
>>>>首先，用classwizard建一個win32console工程，插入一個voltest.cpp文件，輸入下面的代碼：
>>
＃i nclude
voidmain()
{
inti=10;
inta=i;
printf("i=%d",a);
//下面匯編語句的作用就是改變內(nèi)存中i的值，但是又不讓編譯器知道
__asm{
movdwordptr[ebp-4],20h
}
intb=i;
printf("i=%d",b);
}
然后，在調(diào)試版本模式運行程序，輸出結(jié)果如下：
i=10
i=32
然后，在release版本模式運行程序，輸出結(jié)果如下：
i=10
i=10
輸出的結(jié)果明顯表明，release模式下，編譯器對代碼進行了優(yōu)化，第二次沒有輸出正確的i值。下面，我們把i的聲明加上volatile關(guān)鍵字，看看有什么變化：
＃i nclude
voidmain()
{
volatileinti=10;
inta=i;
printf("i=%d",a);
__asm{
movdwordptr[ebp-4],20h
}
intb=i;
printf("i=%d",b);
}
分別在調(diào)試版本和release版本運行程序，輸出都是：
i=10
i=32
這說明這個關(guān)鍵字發(fā)揮了它的作用！

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volatile對應(yīng)的變量可能在你的程序本身不知道的情況下發(fā)生改變
比如多線程的程序，共同訪問的內(nèi)存當(dāng)中，多個程序都可以操縱這個變量
你自己的程序，是無法判定合適這個變量會發(fā)生變化
還比如，他和一個外部設(shè)備的某個狀態(tài)對應(yīng)，當(dāng)外部設(shè)備發(fā)生操作的時候，通過驅(qū)動程序和中斷事件，系統(tǒng)改變了這個變量的數(shù)值，而你的程序并不知道。
對于volatile類型的變量，系統(tǒng)每次用到他的時候都是直接從對應(yīng)的內(nèi)存當(dāng)中提取，而不會利用cache當(dāng)中的原有數(shù)值，以適應(yīng)它的未知何時會發(fā)生的變化，系統(tǒng)對這種變量的處理不會做優(yōu)化——顯然也是因為它的數(shù)值隨時都可能變化的情況。

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典型的例子
for(inti=0;i<100000;i++);
這個語句用來測試空循環(huán)的速度的
但是編譯器肯定要把它優(yōu)化掉，根本就不執(zhí)行
如果你寫成
for(volatileinti=0;i<100000;i++);
它就會執(zhí)行了

volatile的本意是“易變的”
由于訪問寄存器的速度要快過RAM，所以編譯器一般都會作減少存取外部RAM的優(yōu)化。比如：

staticinti=0;

intmain(void)
{
...
while(1)
{
if(i)dosomething();
}
}


voidISR_2(void)
{
i=1;
}

程序的本意是希望ISR_2中斷產(chǎn)生時，在main當(dāng)中調(diào)用dosomething函數(shù)，但是，由于編譯器判斷在main函數(shù)里面沒有修改過i，因此
可能只執(zhí)行一次對從i到某寄存器的讀操作，然后每次if判斷都只使用這個寄存器里面的“i副本”，導(dǎo)致dosomething永遠也不會被
調(diào)用。如果將將變量加上volatile修飾，則編譯器保證對此變量的讀寫操作都不會被優(yōu)化（肯定執(zhí)行）。此例中i也應(yīng)該如此說明。

一般說來，volatile用在如下的幾個地方：

1、中斷服務(wù)程序中修改的供其它程序檢測的變量需要加volatile；

2、多任務(wù)環(huán)境下各任務(wù)間共享的標(biāo)志應(yīng)該加volatile；

3、存儲器映射的硬件寄存器通常也要加volatile說明，因為每次對它的讀寫都可能由不同意義；

另外，以上這幾種情況經(jīng)常還要同時考慮數(shù)據(jù)的完整性（相互關(guān)聯(lián)的幾個標(biāo)志讀了一半被打斷了重寫），在1中可以通過關(guān)中斷來實
現(xiàn)，2中可以禁止任務(wù)調(diào)度，3中則只能依靠硬件的良好設(shè)計了。