概念

在 C 语言中， volatile 是一个关键字，用于告诉编译器变量的值是易变的，可能会在意料之外的情况下发生改变。

volatile 关键字用于修饰那些可能被中断、信号处理程序或其他线程修改的变量。

易变性的概念

在一般情况下，编译器为了优化程序运行效率，会对变量进行一些优化，如寄存器缓存、常量传播等。在多线程、中断处理或外部硬件修改变量值的情况下，这种优化可能会导致预期之外的结果。

volatile 关键字的作用即在于告诉编译器，该变量的值可能会由外部因素改变，不能进行优化。

示例

以下代码展示了 volatile 关键字的用法：

volatile int status; // 声明一个易变的变量

void interrupt_handler() {
  status = 1; // 在中断处理程序中修改易变的变量
}

// 读取易变的变量，由于其值可能会被其他线程或中断程序修改，不能进行优化
if (volatile_var ==1) {
  // 执行相应的操作
}
    

使用场景

多线程环境

在多线程程序中，可能会有多个线程同时访问和修改同一个变量。为了保证线程之间的可见性和正确性，应该使用 volatile 关键字。

中断处理程序

在中断处理程序中，会修改全局变量的值。为了确保与被中断程序之间的正确通信，应该使用 volatile 关键字。

外部硬件

某些情况下，外部硬件可能会修改变量的值。为了防止编译器对该变量进行优化，应该使用 volatile 关键字。

总结

volatile 是 C 语言中的一个关键字，用于告诉编译器变量的值是易变的，可能会在意料之外的情况下发生改变。

它用于修饰那些可能被中断、信号处理程序或其他线程修改的变量。通过使用 volatile 关键字，可以保证变量的可见性和正确性，防止编译器对该变量的优化和缓存。

在多线程、中断处理程序或外部硬件修改变量值的情况下，应该使用 volatile 关键字。

需要注意的是， volatile 关键字不能替代线程间的同步机制，如互斥锁和原子操作。

C语言中Valatile关键字有什么用

volatile提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变，因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候，都会直接从变量地址中读取数据。 如果没有volatile关键字，则编译器可能优化读取和存储，可能暂时使用寄存器中的值，如果这个变量由别的程序更新了的话，将出现不一致的现象。 下面举例说明。 在DSP开发中，经常需要等待某个事件的触发，所以经常会写出这样的程序：short flag;void test(){do1();while(flag==0);do2();}这段程序等待内存变量flag的值变为1(怀疑此处是0,有点疑问,)之后才运行do2()。 变量flag的值由别的程序更改，这个程序可能是某个硬件中断服务程序。 例如：如果某个按钮按下的话，就会对DSP产生中断，在按键中断程序中修改flag为1，这样上面的程序就能够得以继续运行。 但是，编译器并不知道flag的值会被别的程序修改，因此在它进行优化的时候，可能会把flag的值先读入某个寄存器，然后等待那个寄存器变为1。 如果不幸进行了这样的优化，那么while循环就变成了死循环，因为寄存器的内容不可能被中断服务程序修改。 为了让程序每次都读取真正flag变量的值，就需要定义为如下形式：volatile short flag;需要注意的是，没有volatile也可能能正常运行，但是可能修改了编译器的优化级别之后就又不能正常运行了。 因此经常会出现debug版本正常，但是release版本却不能正常的问题。 所以为了安全起见，只要是等待别的程序修改某个变量的话，就加上volatile关键字。 volatile的本意是“易变的”由于访问寄存器的速度要快过RAM，所以编译器一般都会作减少存取外部RAM的优化。 比如：static int i=0;int main(void){ (1){if (i) do_something();}}/* Interrupt service routine. */void ISR_2(void){i=1;}程序的本意是希望ISR_2中断产生时，在main当中调用do_something函数，但是，由于编译器判断在main函数里面没有修改过i，因此可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作，然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“i副本”，导致do_something永远也不会被调用。 如果变量加上volatile修饰，则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化（肯定执行）。 此例中i也应该如此说明。 一般说来，volatile用在如下的几个地方：1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile；2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile；3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明，因为每次对它的读写都可能由不同意义；另外，以上这几种情况经常还要同时考虑数据的完整性（相互关联的几个标志读了一半被打断了重写），在1中可以通过关中断来实现，2中可以禁止任务调度，3中则只能依靠硬件的良好设计了。 二、volatile 的含义volatile总是与优化有关，编译器有一种技术叫做数据流分析，分析程序中的变量在哪里赋值、在哪里使用、在哪里失效，分析结果可以用于常量合并，常量传播等优化，进一步可以死代码消除。 但有时这些优化不是程序所需要的，这时可以用volatile关键字禁止做这些优化，volatile的字面含义是易变的，它有下面的作用：1 不会在两个操作之间把volatile变量缓存在寄存器中。 在多任务、中断、甚至setjmp环境下，变量可能被其他的程序改变，编译器自己无法知道，volatile就是告诉编译器这种情况。 2 不做常量合并、常量传播等优化，所以像下面的代码： volatile int i = 1; if (i > 0) ... if的条件不会当作无条件真。 3 对volatile变量的读写不会被优化掉。 如果你对一个变量赋值但后面没用到，编译器常常可以省略那个赋值操作，然而对Memory Mapped IO的处理是不能这样优化的。 前面有人说volatile可以保证对内存操作的原子性，这种说法不大准确，其一，x86需要LOCK前缀才能在SMP下保证原子性，其二，RISC根本不能对内存直接运算，要保证原子性得用别的方法，如atomic_inc。 对于jiffies，它已经声明为volatile变量，我认为直接用jiffies++就可以了，没必要用那种复杂的形式，因为那样也不能保证原子性。 你可能不知道在Pentium及后续CPU中，下面两组指令 inc jiffies ;; mov jiffies, %eax inc %eax mov %eax, jiffies 作用相同，但一条指令反而不如三条指令快。 三、编译器优化 → C关键字volatile → memory破坏描述符zz“memory”比较特殊，可能是内嵌汇编中最难懂部分。 为解释清楚它，先介绍一下编译器的优化知识，再看C关键字volatile。 最后去看该描述符。 1、编译器优化介绍内存访问速度远不及CPU处理速度，为提高机器整体性能，在硬件上引入硬件高速缓存Cache，加速对内存的访问。 另外在现代CPU中指令的执行并不一定严格按照顺序执行，没有相关性的指令可以乱序执行，以充分利用CPU的指令流水线，提高执行速度。 以上是硬件级别的优化。 再看软件一级的优化：一种是在编写代码时由程序员优化，另一种是由编译器进行优化。 编译器优化常用的方法有：将内存变量缓存到寄存器；调整指令顺序充分利用CPU指令流水线，常见的是重新排序读写指令。 对常规内存进行优化的时候，这些优化是透明的，而且效率很好。 由编译器优化或者硬件重新排序引起的问题的解决办法是在从硬件（或者其他处理器）的角度看必须以特定顺序执行的操作之间设置内存屏障（memory barrier），linux 提供了一个宏解决编译器的执行顺序问题。 void Barrier(void)这个函数通知编译器插入一个内存屏障，但对硬件无效，编译后的代码会把当前CPU寄存器中的所有修改过的数值存入内存，需要这些数据的时候再重新从内存中读出。 2、C语言关键字volatileC语言关键字volatile（注意它是用来修饰变量而不是上面介绍的__volatile__）表明某个变量的值可能在外部被改变，因此对这些变量的存取不能缓存到寄存器，每次使用时需要重新存取。 该关键字在多线程环境下经常使用，因为在编写多线程的程序时，同一个变量可能被多个线程修改，而程序通过该变量同步各个线程，例如： DWORD __stdcall threadFunc(LPVOID signal) { int* intSignal=reinterpret_cast<int*>(signal); *intSignal=2; while(*intSignal!=1) sleep(1000); return 0; }该线程启动时将intSignal 置为2，然后循环等待直到intSignal 为1 时退出。 显然intSignal的值必须在外部被改变，否则该线程不会退出。 但是实际运行的时候该线程却不会退出，即使在外部将它的值改为1，看一下对应的伪汇编代码就明白了： mov ax,signal label: if(ax!=1) goto label对于C编译器来说，它并不知道这个值会被其他线程修改。 自然就把它cache在寄存器里面。 记住，C 编译器是没有线程概念的！这时候就需要用到volatile。 volatile 的本意是指：这个值可能会在当前线程外部被改变。 也就是说，我们要在threadFunc中的intSignal前面加上volatile关键字，这时候，编译器知道该变量的值会在外部改变，因此每次访问该变量时会重新读取，所作的循环变为如下面伪码所示： label: mov ax,signal if(ax!=1) goto label 3、Memory有了上面的知识就不难理解Memory修改描述符了，Memory描述符告知GCC： 1）不要将该段内嵌汇编指令与前面的指令重新排序；也就是在执行内嵌汇编代码之前，它前面的指令都执行完毕 2）不要将变量缓存到寄存器，因为这段代码可能会用到内存变量，而这些内存变量会以不可预知的方式发生改变，因此GCC插入必要的代码先将缓存到寄存器的变量值写回内存，如果后面又访问这些变量，需要重新访问内存。 如果汇编指令修改了内存，但是GCC 本身却察觉不到，因为在输出部分没有描述，此时就需要在修改描述部分增加“memory”，告诉GCC 内存已经被修改，GCC 得知这个信息后，就会在这段指令之前，插入必要的指令将前面因为优化Cache 到寄存器中的变量值先写回内存，如果以后又要使用这些变量再重新读取。 使用“volatile”也可以达到这个目的，但是我们在每个变量前增加该关键字，不如使用“memory”方便。

C语言中关键字volatile是什么意思

volatile的本意是一般有两种说法。 1.“暂态的 2.“易变的。 这两种说法都有可行。 一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到的改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。 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，而不是使用保存在寄存器里的备份。