解读关键字volatile (C语言面试题分析之一)

一．volatile是什么？

volatile关键字是一种类型修饰符，用它声明的类型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。

二．编译器优化是什么意思？

int i = 5;
int a = i;
……
int b = i;
编译器发现两次从i读数据的代码之间，并没有对i进行过操作，它会自动把上次读的数据放在b中，而不是重新从i里面读；

三．哪些情况，改变了内存中变量的值，编译器不知道？

1．多线程应用中被几个任务共享的变量；
2．一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量；
3．并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）；

四．何时需要使用volatile这个关键字？

嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所用会经常要求定义为volatile类型的变量。

五．使用volatile带来什么好处？

volatile int nCount;
当要求使用volatile 声明的变量的值的时候，系统总是重新从它所在的内存读取数据，即使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。而且读取的数据立刻被保存。

六．3个经典的volatile问题

1). 一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。

2). 一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。

3). 下面的函数有什么错误：

int square(volatile int *ptr)

{

return *ptr * *ptr;

}

下面是答案：

1). 可以是。例如对于只读的状态寄存器而言，如果它仅仅是volatile类型，那么它还是可能被意想不到的改变。但它还是const的时候，程序就不应该试图去修改它

2). 可以是的。
尽管这种情况并不常见，但它还是可以。一个例子就是：
当一个中断服务子程序企图去修改一个指向一个buffer指针的时候。

3). 这段代码可能有点恶作剧的味道。但它很好说明volatile类型参数的含义和作用。
这段代码的目的是用来返指针*ptr所指向的值的平方，
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;

}

七．总结

1.使用volatile关键字修饰的变量，可以避免编译器优化；
2.使用volatile关键字修饰的变量，每次都是重新读取内存中的值，而不是使用保存在寄存器里的值了；
3.编译器优化的做法是：
int i = 5;
int a = i;
……
int b = i;
编译器发现两次从i读数据的代码之间，并没有对i进行过操作，它会自动把上次读的数据放在b中，而不是重新从i里面读。