C 语言中 volatile 关键字的作用

一.前言

1.编译器优化介绍：

由于内存访问速度远不及 CPU 处理速度，为提高机器整体性能，在硬件上引入硬件

高速缓存 Cache，加速对内存的访问。另外在现代 CPU 中指令的执行并不一定严格按照顺

序执行，没有相关性的指令可以乱序执行，以充分利用 CPU 的指令流水线，提高执行速

度。以上是硬件级别的优化。再看软件一级的优化：一种是在编写代码时由程序员优化，

另一种是由编译器进行优化。编译器优化常用的方法有：将内存变量缓存到寄存器；调整

指令顺序充分利用 CPU 指令流水线，常见的是重新排序读写指令。对常规内存进行优化

的时候，这些优化是透明的，而且效率很好。由编译器优化或者硬件重新排序引起的问题

的解决办法是在从硬件（或者其他处理器）的角度看必须以特定顺序执行的操作之间设

置内存屏障（memory barrier），linux 提供了一个宏解决编译器的执行顺序问题。

void Barrier(void)

这个函数通知编译器插入一个内存屏障，但对硬件无效，编译后的代码会把当前

CPU 寄存器中的所有修改过的数值存入内存，需要这些数据的时候再重新从内存中读出。

2.volatile 总是与优化有关，编译器有一种技术叫做数据流分析，分析程序中的变量

在哪里赋值、在哪里使用、在哪里失效，分析结果可以用于常量合并，常量传播等优化，

进一步可以消除一些代码。但有时这些优化不是程序所需要的，这时可以用 volatile 关键

字禁止做这些优化。

二.volatile 详解：

1.volatile

“

” 

的本意是 易变的 因为访问寄存器要比访问内存单元快的多,所以编译器一

般都会作减少存取内存的优化，但有可能会读脏数据。当要求使用 volatile 声明变量值的

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。精确地说就是，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；如果不使用 valatile，则编译器将对所声明

的语句进行优化。（简洁的说就是：volatile 关键词影响编译器编译的结果，用 volatile 声

明的变量表示该变量随时可能发生变化，与该变量有关的运算，不要进行编译优化，以

免出错）

2.看两个事例：