何时该用volatile?

来源:互联网 发布:淘宝折叠桌子 编辑:程序博客网 时间:2024/03/28 23:43

 

     一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变,这样,编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是,优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值,而不是使用保存在寄存器里的备份。下面是volatile变量的几个例子:

    1). 并行设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)

    2). 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)

    3). 多线程应用中被几个任务共享的变量

    回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道,所用这些都要求volatile变量。不懂得volatile内容将会带来灾难。

    假设被面试者正确地回答了这是问题(嗯,怀疑这否会是这样),我将稍微深究一下,看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。

    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). 是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改它。

    2). 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。

    3). 这段代码的有个恶作剧。这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方,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ab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;

      }

   

Volatile 关键字告诉编译器不要持有变量的临时性拷贝。一般用在多线程程序中,以避免在其中一个线程操作该变量时,将其拷贝入寄存器。请看以下情形:

A线程将变量复制入寄存器,然后进入循环,反复检测寄存器的值是否满足一定条件(它期待B线程改变变量的值。在此种情况下,当B线程改变了变量的值时,已改变的值对其在寄存器的值没有影响。所以A线程进入死循环。

    volatile 就是在此种情况下使用。