static和volatile的用法
来源:互联网 发布:二分搜索递归算法 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 02:03
关于volatile关键字的说明以及测试(转载)
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。
使用该关键字的例子如下:
int volatile nVint;
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。
例如:
volatile int i=10;
int a = i;
...
//其他代码,并未明确告诉编译器,对i进行过操作
int b = i;
volatile 指出i是随时可能发生变化的,每次使用它的时候必须从i的地址中读取,因而编译器生成的汇编代码会重新从i的地址读取数据放在b中。而优化做法是,由于编译器发现两次从i读数据的代码之间的代码没有对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。这样以来,如果i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错,所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问。
注意,在vc6中,一般调试模式没有进行代码优化,所以这个关键字的作用看不出来。下面通过插入汇编代码,测试有无volatile关键字,对程序最终代码的影响:
首先,用classwizard建一个win32 console工程,插入一个voltest.cpp文件,输入下面的代码:
#include
void main()
{
int i=10;
int a = i;
printf("i= %d/n",a);
//下面汇编语句的作用就是改变内存中i的值,但是又不让编译器知道
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 20h
}
int b = i;
printf("i= %d/n",b);
}
然后,在调试版本模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 32
然后,在release版本模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 10
输出的结果明显表明,release模式下,编译器对代码进行了优化,第二次没有输出正确的i值。下面,我们把 i的声明加上volatile关键字,看看有什么变化:
#include
void main()
{
volatile int i=10;
int a = i;
printf("i= %d/n",a);
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 20h
}
int b = i;
printf("i= %d/n",b);
}
分别在调试版本和release版本运行程序,输出都是:
i = 10
i = 32
这说明这个关键字发挥了它的作用!
C语言之static辨析(转载)- -
1、概述
static 声明的变量在C语言中有两方面的特征:
1)、变量会被放在程序的全局存储区中,这样可以在下一次调用的时候还可以保持原来的赋值。这一点是它与堆栈变量和堆变量的区别。
2)、变量用static告知编译器,自己仅仅在变量的作用范围内可见。这一点是它与全局变量的区别。
2、问题:Static的理解
关于static变量,请选择下面所有说法正确的内容:
A、若全局变量仅在单个C文件中访问,则可以将这个变量修改为静态全局变量,以降低模块间的耦合度;
B、若全局变量仅由单个函数访问,则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量,以降低模块间的耦合度;
C、设计和使用访问动态全局变量、静态全局变量、静态局部变量的函数时,需要考虑重入问题;
D、静态全局变量过大,可那会导致堆栈溢出。
答案与分析:
对于A,B:根据本篇概述部分的说明b),我们知道,A,B都是正确的。
对于C:根据本篇概述部分的说明a),我们知道,C是正确的(所谓的函数重入问题,下面会详细阐述)。
对于D:静态变量放在程序的全局数据区,而不是在堆栈中分配,所以不可能导致堆栈溢出,D是错误的。
因此,答案是A、B、C。
3、问题:不可重入函数
曾经设计过如下一个函数,在代码检视的时候被提醒有bug,因为这个函数是不可重入的,为什么?
unsigned int sum_int( unsigned int base )
{
unsigned int index;
static unsigned int sum = 0; // 注意,是static类型的。
for (index = 1; index <= base; index++)
{
sum += index;
}
return sum;
}
答案与分析:
所谓的函数是可重入的(也可以说是可预测的),即:只要输入数据相同就应产生相同的输出。
这个函数之所以是不可预测的,就是因为函数中使用了static变量,因为static变量的特征,这样的函数被称为:带“内部存储器”功能的的函数。因此如果我们需要一个可重入的函数,那么,我们一定要避免函数中使用static变量,这种函数中的static变量,使用原则是,能不用尽量不用。
将上面的函数修改为可重入的函数很简单,只要将声明sum变量中的static关键字去掉,变量sum即变为一个auto 类型的变量,函数即变为一个可重入的函数。
当然,有些时候,在函数中是必须要使用static变量的,比如当某函数的返回值为指针类型时,则必须是static的局部变量的地址作为返回值,若为auto类型,则返回为错指针。
/**********************************************************************************************************/
这里是某论坛好人对volatile的一个简洁形象介绍:
其实Volatile是由于编译器优化所造成的一个Bug而引入的关键字。
int a = 10;
int b = a;
int c = a;
理论上来讲每次使用a的时候都应该从a的地址来读取变量值,但是这存在一个效率问题,就是每次使用a都要去内存中取变量值,然后再通过系统总线传到CPU处理,这样开销会很大。所以那些编译器优化者故作聪明,把a读进CPU的cache里,像上面的代码,假如a在赋值期间没有被改变,就直接从CPU的cache里取a的副本来进行赋值。但是bug也显而易见,当a在赋给b之后,可能a已经被另一个线程改变而重新写回了内存,但这个线程并不知道,依旧按照原来的计划从CPU的cache里读a的副本进来赋值给c,结果不幸发生了。
于是编译器的开发者为了补救这一bug,提供了一个Volatile让开发人员为他们的过失埋单,或者说提供给开发人员了一个选择效率的权利。当变量加上了Volatile时,编译器就老老实实的每次都从内存中读取这个变量值,否则就还按照优化的方案从cache里读。
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