在这种情况下挥发性限定词是否重要？

Question

我看到了一个代码示例演示中的问题C++ volatile member functions的答案volatile预选赛的使用情况，引用如下：

volatile int x; 

int DoSomething() { 
    x = 1; 
    DoSomeOtherStuff(); 
    return x+1; // Don't just return 2 because we stored a 1 in x. 
       // Check to get its current value 
} 

我不知道，如果volatile预选赛使得在上面的代码中任何区别。 x是一个全局变量，并且在x上的写入和读取之间存在函数调用，并且我们只读取一次x。编译器不应该在x上执行真正的读取（即使它不是volatile）？

我认为这是从下面的情况不同：

volatile int x; 

int DoSomething() { 
    x = 1; 
    while (x != 1) 
     break; 
} 

在这种情况下，我们反复x写入后立即读取x，所以volatile需要得到x向上的最新值由其他线程编写。

我对自己对这些代码示例的理解不是很有信心，如果我错了，请纠正我。

编辑（回复评论）：对不起，我没有把我的问题弄清楚。至于第一个代码片段，我在质疑代码是否是可能的使用volatile（而不是保证使用易失性）的有效示例。我只是想知道，没有volatile，假设没有多线程或其他非平凡的东西，比如内存映射IO，是否保证DoSomeOtherStuff()中x的任何可能更改都可以反映在return x+1中。因为如果保证在没有volatile的情况下工作，那么这个例子就与此相关，甚至不要提到volatile的平台相关性质，因为有些评论指出。但如果没有保证，那么恐怕我现有的一些代码可能无法按我的预期工作。
（我可能不应该把第二代码片段在所有。）

Answer 1

编译器可以有关于DoSomeOtherStuff()功能的一些信息。例如：

static int DoSomeOtherStuff() 
{ 
    return 42; 
} 

volatile int x; 

int DoSomething() { 
    x = 1; 
    DoSomeOtherStuff(); 
    return x+1; // Don't just return 2 because we stored a 1 in x. 
    // Check to get its current value 
} 

GCC与-O3选项完全删除DoSomeOtherStuff()功能（和它的身体也一样）的电话，但仍然重新加载x到底返回x+1。

Answer 2

这里是关于挥发性现有的SO问题： What is the use of volatile keyword?

只需第一代码片段，你是对的，没有明显的理由，X声明的波动。但是，如果您了解关键字应该用于您的情况，可能会推断x是易变的，因为此代码之外有某些内容可能会改变它的值。例如，内存可能连接到其他硬件或被其他程序写入。因此，程序员正在指示编译器不能看到x的值改变的所有可能的方式。所以编译器可能无法以某些方式优化代码。

第二个代码片段本身并不需要volatile关键字。易失性用作编译器提示，指出内存可能会因当前程序之外的力而改变。它不应该用于线程通信。有些新的C++类型应该用于这些情况。

我推荐读Herb Sutter的this article以及this talk。

Answer 3

真正确定的唯一方法就是检查为目标平台生成的汇编代码。如果volatile按照你的意图执行，读取变量x将通过内存加载完成。

Answer 4

volatile限定符在代码本身的含义 中决不会产生差异。除非编译器可以证明 DoSomeOtherStuff()不修改x，否则必须重新读取x 不管，volatile或不。对于volatile是相关的， x将不得不像内存映射IO，其中 可能会改变程序之外。如果我们想象它是 这是每递增微秒寄存器，例如：

int 
MeasureExecutionTime() 
{ 
    x = 0; 
    DoSomeOtherStuff(); 
    return x; 
} 

将返回在DoSomeOtherStuff使用时间量; 编译器将被要求重新加载它，即使它内联 DoSomeOtherStuff，并且发现它从未修改过x。

当然，在典型的桌面计算机上，可能没有任何内存映射IO，如果存在，则位于受保护的内存中，您不能访问它。而且很多编译器不会真正生成使其正常工作所需的代码。 因此，对于这类机器上的通用应用，在每次使用volatile时都有 确实没有意义。

编辑：

关于你的第二个代码片段：如通常实现的， volatile并不能保证你得到的 x向上最新副本。可以说，这不符合 volatile的意图，但它是g ++，Sun CC和至少一些VC++版本的工作方式。编译器会在循环中每次发出一个加载 的指令来读取x，但是硬件 可能会发现管道中已有的值，并且不会将请求读取到内存总线的 。为了保证 有新的读取，编译器将不得不插入一个fence指令或一个membar指令。

也许更重要（因为迟早会有些 发生，所以该值将不会在管道），这个循环 机制将被用于等待，直到写在 其他线程其他值已趋于稳定。除了挥发性对其他变量的读取和写入发生时没有 影响。

要理解volatile，了解 引入的意图很重要。当它被引入时， 内存管道等是未知的，并且（C）标准 忽略线程（或共享内存的多个进程）。 volatile的意图是允许支持映射内存 IO，其中写入地址具有外部结果，并且连续读取不会总是读取相同的内容。从来没有任何意图表示代码中的其他变量将会同步到 。当在线程之间进行通信时，通常将 的命令的读写写入到所有共享变量中，其中 非常重要。如果我这样做：

globalPointer = new Xxx; 

和其他线程可以访问globalPointer，这一点很重要 所有在Xxx构造函数中写入已成为 可见的globalPointer 出现值的变化之前。为实现这一目标，不仅将globalPointer有 是volatile，而且所有的Xxx成员，以及Xxx可以使用任何 变量成员函数，或任何数据 通过Xxx指针访问的。这根本不是 合理;你会很快结束 计划volatile中的所有内容。即使如此，它也将要求 编译器实现volatile正确，isserting围绕每个接入围栏或 membar指令。 （FWIW：围栏或 一个membar指令可以繁殖花费的时间用于通过的10倍或更多的存储器 存取）

这里的溶液是不挥发的，而是使接入到 指针（和只访问指针）原子，使用添加到C++ 11中的基元添加了 atomic_load和atomic_store。 这些原语确实导致使用必要的围栏或要素指令 ;他们还告诉编译器不要移动 任何内存访问。因此使用atomic_load到 设置指针，上方，将导致所有前述存储器写 为对其他线程是可见的在写指针 变得可见之前（条件是读出线程使用 atomic_read，当然— atomic_write的确保所有 先前的写入在所有 线程和“atomic_read”的“公共”存储器中可用，确保所有后续读取 将进入“公用”存储器，并且不会在管线中获取某个值 ） 。

Answer 5

volatile关键字是一种限定符，它可以防止来自编译器优化的对象，并告知编译器，在任何时候都可以更改对象的值，而不需要代码执行任何操作。它可以防止缓存中的变量进入寄存器，并确保每个访问变量都从内存中获取。

volatile关键字主要用于我们直接与GPIO处理，中断或标志注册。它也用于线程之间共享全局变量或缓冲区的地方。

适当的地方使用volatile关键字

变量应声明挥发时，其值可以意外更改。在实践中，必须每当你将变量声明为挥发性：

Accessing the memory-mapped peripherals register. 

    Sharing the global variables or buffers between the multiple threads. 

    Accessing the global variables in an interrupt routine or signal handler. 

这个环节也是有帮助的： http://aticleworld.com/understanding-volatile-qualifier-in-c/