C/C++中volatile关键字的含义

先看下volatile的英文释义：

adj. [化学] 挥发性的；不稳定的；爆炸性的；反复无常的
n. 挥发物；有翅的动物

可以看到，词汇的本意代表不稳定的，值容易被改变的变量。

一个被定义为volatile的变量说明这个变量可能会被频繁地改变。这样，程序每次读取这个变量的值时，都会从内存中读取，而不是从寄存区中读取值的备份。

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。声明时语法：int volatile vInt; 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。

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；

当两个线程都要用到某一个变量且该变量的值会被改变时，应该用 volatile 声明，该关键字的作用是防止优化编译器把变量从内存装入 CPU 寄存器中。如果变量被装入寄存器，那么两个线程有可能一个使用内存中的变量，一个使用寄存器中的变量，这会造成程序的错误执行。volatile 的意思是让编译器每次操作该变量时一定要从内存中真正取出，而不是使用已经存在寄存器中的值。

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；

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
    int n1 = 0;           // non-const object
    const int n2 = 0;     // const object
    int const n3 = 0;     // const object (same as n2)
    volatile int n4 = 0;  // volatile object
    const struct
    {
    
    
        int n1;
        mutable int n2;
    } x = {
    
    0, 0};      // const object with mutable member
 
    n1 = 1; // ok, modifiable object
//  n2 = 2; // error: non-modifiable object
    n4 = 3; // ok, treated as a side-effect
//  x.n1 = 4; // error: member of a const object is const
    x.n2 = 4; // ok, mutable member of a const object isn't const
 
    const int& r1 = n1; // reference to const bound to non-const object
//  r1 = 2; // error: attempt to modify through reference to const
    const_cast<int&>(r1) = 2; // ok, modifies non-const object n1
 
    const int& r2 = n2; // reference to const bound to const object
//  r2 = 2; // error: attempt to modify through reference to const
//  const_cast<int&>(r2) = 2; // undefined behavior: attempt to modify const object n2
}

参考
1、《C和C++程序员面试秘笈》、
2、 https://en.cppreference.com/w/cpp/language/cv

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C/C++中volatile关键字的含义

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