volatile

含义

对于程序员来说，程序本身的任何行为都必须是可预期的。那么，在程序当中，什么才叫 volatile 呢？这个问题的答案也很简单：程序可能受到程序之外的因素影响。

多线程

volatile 在 c90 时代就有了，当时 c 标准库还没有对并发程序支持，volatile 不是为了解决线程安全诞生的。volatile 修饰的变量将会读写到内存的一块区域，而不是一块 cpu 的高速缓存中。它保证了各个线程读取的是同一块位置。

当多线程的程序用同一个指针去修改值之后，需要CPU去讲L1中的数据同步到L2，然后从L2再同步到L1。此时如果用两个指针去修改同一个地址，那么两个指针不一定会去读同一块地方。只有变量被volatile修饰了，该变量所在的缓存行才被赋予缓存一致性的校验功能。

int a = 0;
int *p = &a;
volatile int *q = &a;

加了 volatile 修饰的 q 指针，我们每次通过 q 这个途径去访问 a 对象的时候，都会直接去内存中去读。

解决代码合并

对 volatile 对象的访问，有编译器优化上的副作用，不允许被优化消失（optimized out），于序列上在另一个对 volatile 对象的访问之前。

#include <iostream>
int main() {
  int a = 10000;
  a+= 1000;
  a+= 2000;
  std::cout << a;
  return 0;
}
//  gcc -S main.cpp -o main.s -O2
movl    $13000, %edx

#include <iostream>
int main() {
  volatile int a = 10000;
  a+= 1000;
  a+= 2000;
  std::cout << a;
  return 0;
}
//  gcc -S main.cpp -o main.s -O2
movl    $10000, 44(%rsp)
movl    44(%rsp), %eax
movq    .refptr._ZSt4cout(%rip), %rcx
addl    $1000, %eax
movl    %eax, 44(%rsp)
movl    44(%rsp), %eax
addl    $2000, %eax