C語言深入理解系列之專一王子：volatile

每個變量和其名字一樣善變，有時(shí)候它善變是發(fā)自內(nèi)心的，有時(shí)候是外部因素決定的，只有volatile變量才會表里如一，因此獲得了專一王子的美譽(yù)。

volatile字面意思是易揮發(fā)、易變化的意思，它修飾的變量表示該變量的值很容易由于外部的因素而發(fā)生改變，強(qiáng)烈要求編譯器要老老實(shí)實(shí)的在每次對變量進(jìn)行訪問時(shí)去內(nèi)存里讀取。

舉個生活中的栗子：

你明天 有一個朋友要過生日，今天把要送的禮物打包好了，一般情況下，我們明天起來不需要再次打開驗(yàn)證一下里面的禮物是否存在，因?yàn)槲覀冎?，只要禮物的外包裝沒有動過，里面的東西應(yīng)該也沒有動過。其實(shí)編譯器和人一樣聰明，為了提高效率也會玩省事，做優(yōu)化。

如下面的例子：

編譯器掃描了代碼發(fā)現(xiàn)上面，第一行代碼將10賦給了整型變量a，之后a變量的值沒有再發(fā)生變化，在后面的第二行中，將a變量的值取出來賦給b，在第三行代碼里面將a變量的值賦給了c的時(shí)候，因?yàn)?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/132/" target="_blank">CPU訪問內(nèi)存速度慢，編譯器為了提高效率，玩“省事”，直接將10賦給了c。

單從上面的代碼我們來看是沒有問題的，就如同從外包裝看生日禮物完好一樣。但是，如果上述代碼運(yùn)行在多線程中，在一個線程上下文中沒有改變它的值，但是我們卻不能保證變量的值沒有被其他線程所改變，就好比是，生日禮物放在其他人那里保管，我們不敢100%的確定它里面的東西完好。當(dāng)然這種數(shù)據(jù)不一致的機(jī)制不僅僅出現(xiàn)在多線程中，同樣在設(shè)備的狀態(tài)寄存器里也會存在。例如，網(wǎng)卡里的某狀態(tài)寄存器里的值是否為1表示是否有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)到達(dá)，在當(dāng)前時(shí)刻其值為1，不能代表下一時(shí)刻它的值還是1，它的值有外界決定，編譯器肯定不能在這種情況下玩“省事”，為了防止在類似的情況下編譯器玩省事，可以將這些變量聲明為volatile，這樣不管它的值有沒有變化，每次對其值進(jìn)行訪問的時(shí)候，都會從內(nèi)存里，寄存器了讀取，保證數(shù)據(jù)的一致、做到表里如一。

總結(jié)：

一個定義為volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會去假設(shè)這個變量的值了。精確地說就是，優(yōu)化器在用到這個變量時(shí)必須每次都小心地重新讀取這個變量的值，而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是volatile變量的幾個例子：(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-automatic variables)(3). 多線程應(yīng)用中被幾個任務(wù)共享的變量

(1). 一個參數(shù)既可以是const還可以是volatile嗎？解釋為什么。答：是的。一個例子是只讀的狀態(tài)寄存器。它是volatile因?yàn)樗赡鼙灰庀氩坏降馗淖?。它是const因?yàn)槌绦虿粦?yīng)該試圖去修改它。(2). 一個指針可以是volatile 嗎？解釋為什么。答：是的。盡管這并不很常見。一個例子是當(dāng)一個中服務(wù)子程序修該一個指向一個buffer的指針時(shí)。(3). 下面的函數(shù)有什么錯誤：

這段代碼的有個惡作劇。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一個volatile型參數(shù)，編譯器將產(chǎn)生類似下面的代碼：

由于*ptr的值可能被意想不到地該變，因此a和b可能是不同的。結(jié)果，這段代碼可能返不是你所期望的平方值！正確的代碼如下：