關(guān)鍵字volatile是什么？volatile關(guān)鍵字對(duì)編譯器優(yōu)化的影響

在我的技術(shù)交流群里，經(jīng)常會(huì)看到大家討論一些“奇怪”的問(wèn)題，其中有好幾次我都發(fā)現(xiàn)，是他們?nèi)肿兞俊叭堑牡湣?，?wèn)題就是全局變量被優(yōu)化導(dǎo)致的。

可能初學(xué)者不太關(guān)心編譯器優(yōu)化的功能，但對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師來(lái)說(shuō)，掌握代碼優(yōu)化是必備技能。

今天，我們講述的話(huà)題就是關(guān)于代碼優(yōu)化中，關(guān)鍵字volatile在優(yōu)化過(guò)程中起到的作用。

關(guān)鍵字volatile是什么？

volatile是一個(gè)類(lèi)型修飾符（type specifier）。

volatile的作用是作為指令關(guān)鍵字，確保本條指令不會(huì)因編譯器的優(yōu)化而省略，且要求每次直接讀值。

volatile變量是說(shuō)這變量可能會(huì)被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會(huì)去假設(shè)這個(gè)變量的值了。

---來(lái)自百度百科

volatile的定義，應(yīng)該在（讀書(shū)）學(xué)習(xí)時(shí)都看過(guò)無(wú)數(shù)遍，但我相信絕大部分人都沒(méi)有深刻理解其中含義。

當(dāng)你真正編程、開(kāi)發(fā)項(xiàng)目之后，你就會(huì)進(jìn)一步理解其中含義。

volatile關(guān)鍵字對(duì)編譯器優(yōu)化的影響

我們都知道編譯器有優(yōu)化代碼的功能，我們常用的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（Keil、 IAR等）都有優(yōu)化選項(xiàng)。

如果不使用關(guān)鍵字 volatile 申明變量，則編譯器可能會(huì)對(duì)變量的訪(fǎng)問(wèn)并生成非預(yù)期的代碼或刪除預(yù)期的功能。

1、什么時(shí)候使用volatile？

常見(jiàn)使用volatile聲明的情況：

訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存映射外設(shè)。

在多個(gè)線(xiàn)程之間共享全局變量。

在中斷例程或信號(hào)處理程序中訪(fǎng)問(wèn)全局變量。

比如，在STM32代碼中：

#define __O volatile /*!< Defines 'write only' permissions */#define?????__IO????volatile?????????????/*!

瀏覽代碼，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，很多地方都使用了“__IO”，也就是volatile.

在跑系統(tǒng)的項(xiàng)目中，線(xiàn)程間共享的全局變量，建議都加上volatile關(guān)鍵字，這一點(diǎn)，很多人沒(méi)有在意。

2、不用volatile時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題

如果未將變量用volatile聲明，則編譯器會(huì)假定其值不能在其定義的范圍之外進(jìn)行修改。

因此，編譯器可能會(huì)執(zhí)行不需要的優(yōu)化。這可以通過(guò)多種方式表現(xiàn)出來(lái)：

在輪詢(xún)硬件時(shí)，代碼可能會(huì)陷入循環(huán)。

多線(xiàn)程代碼可能會(huì)表現(xiàn)出奇怪的行為。

優(yōu)化可能會(huì)導(dǎo)致刪除實(shí)現(xiàn)故意時(shí)序延遲的代碼。

舉個(gè)例子，這是我自己寫(xiě)一個(gè)延時(shí)函數(shù)：

void Delay(int Cnt){ int i;

while(Cnt--) { i++; for(i=0; i<10; i++); ?}}

你在不同優(yōu)化等級(jí)情況下，延時(shí)時(shí)間可能會(huì)不一樣；

同樣的代碼，你在Keil 和 IAR環(huán)境下編譯出來(lái)的延時(shí)時(shí)間也可能不一樣。

當(dāng)然，更深入的理解就會(huì)牽涉到匯編代碼，編譯之后的匯編代碼會(huì)比較直觀(guān)的呈現(xiàn)差異。

本文轉(zhuǎn)載自strongerHuang

審核編輯：湯梓紅