C++中的volatile關鍵字
引子1
猜猜看，下面這段程式碼有什麼問題：
?| 1 2 3 4 |
void
Delay(UINT32
n)
{
while(—n);
}
|
答案：
本來程式碼完全正常，但是為了優化效能，打開了編譯器的優化。但是發現這個函式被編譯器優化掉了。為了防止被優化掉，需要給函式的引數加上volatile：
?| 1 2 3 4 |
void
Delay(volatile
UINT32
n)
{
while(—n);
}
|
引子2
再猜猜看，這段程式碼有什麼問題：
?| 1 2 3 4 |
int
square(volatile
int
*ptr)
{
return
*ptr * *ptr;
}
|
答案：
由於*ptr指向一個volatile型引數，編譯器將產生類似下面的程式碼：
?| 1 2 3 4 5 6 7 |
int
square(volatile
int
*ptr)
{
int
a,b;
a = *ptr;
b = *ptr;
return
a * b;
}
|
由於*ptr的值可能被意想不到地該變，因此a和b可能是不同的。結果，這段程式碼可能返不是你所期望的平方值！正確的程式碼如下：
?| 1 2 3 4 5 6 |
int
square(volatile
int
*ptr)
{
int
a;
a = *ptr;
return
a * a;
}
|
正文
volatile關鍵字是一種型別修飾符，用它宣告的型別變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改，比如：作業系統、硬體或者其它執行緒等。由於訪問暫存器的速度要快過RAM，所以編譯器一般都會作減少存取外部RAM的優化。遇到這個關鍵字宣告的變數，編譯器對訪問該變數的程式碼就不再進行優化，從而可以提供對特殊地址的穩定訪問。
volatile的本意是“易變的”，不過翻譯成“直接存取原始記憶體地址”更為合適。“易變”是因為外在因素引起的，象多執行緒，中斷等，並不是因為用volatile修飾了的變數就是“易變”了，假如沒有外因，即使用volatile定義，它也不會變化。
使用該關鍵字的例子如下：
?| 1 |
int
volatile
nVint;//當要求使用volatile 宣告的變數的值的時候，系統總是重新從它所在的記憶體讀取資料，即使它前面的指令剛剛從該處讀取過資料。而且讀取的資料立刻被儲存。
|
對於這樣的程式碼：
?| 1 2 3 4 |
volatile
int
i = 10;
int
a = i;
... //其他程式碼，並未明確告訴編譯器，對i進行過操作
int
b = i;
|
volatile 指出 i是隨時可能發生變化的，每次使用它的時候必須從i的地址中讀取，因而編譯器生成的彙編程式碼會重新從i的地址讀取資料放在b中。而優化做法是，由於編譯器發現兩次從i讀資料的程式碼之間的程式碼沒有對i進行過操作，它會自動把上次讀的資料放在b中。而不是重新從i裡面讀。這樣以來，如果i是一個暫存器變數或者表示一個埠資料就容易出錯，所以說volatile可以保證對特殊地址的穩定訪問。
一般說來，volatile用在如下的幾個地方：
- 中斷服務程式中修改的供其它程式檢測的變數需要加volatile；
- 多工環境下各任務間共享的標誌應該加volatile；
- 儲存器對映的硬體暫存器通常也要加volatile說明，因為每次對它的讀寫都可能由不同意義。
另外，以上這幾種情況經常還要同時考慮資料的完整性（相互關聯的幾個標誌讀了一半被打斷了重寫），在1中可以通過關中斷來實現，2中可以禁止任務排程，3中則只能依靠硬體的良好設計了。