1.12,最易变的关键字----volatile
volatile是易变的、不稳定的意思。
很多人根本就没见过这个关键字,不知道它的存在。也有很多程序员知道它的存在,但从来没用过它。我对它有种“杨家有女初长成,养在深闺人未识” 的感觉。
volatile关键字和const一样是一种类型修饰符,用它修饰的变量表示可以被某些编译器未知的因素更改,比如操作系统、硬件或者其它线程等。
遇到这个关键字声明的变量,编译器对访问该变量的代码就不再进行优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问。
先看看下面的例子:
int i=10;
int j = i;//(1)语句
int k = i;//(2)语句
这时候编译器对代码进行优化,因为在(1)、(2)两条语句中,i没有被用作左值。这时候编译器认为i的值没有发生改变,所以在(1)语句时从内存中取出i的值赋给j之后,这个值并没有被丢掉,而是在(2)语句时继续用这个值给k赋值。编译器不会生成出汇编代码重新从内存里取i的值,这样提高了效率。但要注意:(1)、(2)语句之间i没有被用作左值才行。
再看另一个例子:
volatile int i=10;
int j = i;//(3)语句
int k = i;//(4)语句
volatile关键字告诉编译器i是随时可能发生变化的,每次使用它的时候必须从内存中取出i的值,因而编译器生成的汇编代码会重新从i的地址处读取数据放在k中。这样看来,如果i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据或者是多个线程的共享数据,就容易出错,所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问。
但是注意:在VC++6.0中,一般Debug模式没有进行代码优化,所以这个关键字的作用有可能看不出来。你可以同时生成Debug版和Release版的程序做个测试。
留一个问题:const volatile int i=10;这行代码有没有问题?如果没有,那i到底是什么属性?
一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变(比如硬件改变)。它是const因为程序不应该试图去修改它。
volatile标识一个变量意味着这个变量可能被非本程序的其他过程改变,例如某个访问这一变量的某中断程序。为变量加上这一标识可以禁止编译器的优化,使程序正确地按设计者的意图运行。例如下面的程序,我们将intr_func注册为中断函数,某个中断发生时触发这一函数:
unsigned char flag = 1;
int main(int argc, char **argv) {
reg_intr(XXX, intr_func);
while(flag) {
printf("hello\n");
}
return 0;
}
void intr_func(void) {
flag = 0;
}
当不加volatile时,编译器会直接将while条件中的flag换成1,因此即使中断发生也无法结束循环;如果给flag加上volatile标识,编译器就不会做前述的优化,程序得以按设计的意图工作。
一个指针可以是volatile 吗?解释为什么。
是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。
下面的函数有什么错误:
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}
这段代码的有个恶作剧。这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方,但是,由于*ptr指向一个volatile型参数,编译器将产生类似下面的代码:
int square(volatile int *ptr)
{
int a,b;
a = *ptr;
b = *ptr;
return a * b;
}
由于*ptr的值可能被意想不到地该变,因此a和b可能是不同的。结果,这段代码可能返不是你所期望的平方值!正确的代码如下:
long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}
解释:
精确地说就是,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。下面是volatile变量的几个例子:
1). 并行设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)
2). 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)
3).多线程应用中被几个任务共享的变量