编译器通常会怎么去处理使用volatile修饰的变量呢？

 

正文

在嵌入式软件开发过程中，如果对volatile不熟，那可以你应该是个"假嵌入式程序员"，因为一个变量需不需要使用volatile考虑的场景挺多的，如果在某些场景下乱用，会影响程序运行效率，有时候忘记加甚至会使得程序发生异常，那么bug菌今天就大家好好聊聊这个C语言关键字:

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传统定义

volatile直译为“易变的”，也就是告诉编译器这个变量随时都可能发生变化，编译器你跟我“特殊照顾一下“。

那么编译器通常会怎么去处理使用volatile修饰的变量呢？

对于C变量都是代表着对应的内存，读取使用volatile修饰的变量，会直接从其所对应的内存地址中获取最新的数据，否则，编译器会对其访问进行优化，比如直接从缓存中读取副本、或者是从寄存器中读取副本。

这样就可能会导致数据更新不一致的问题。

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最常用的地方

从前面对volatile的功能描述，我们可以知道volatile最常用于那些与硬件外设寄存器打交道的地址，这样确保每次对寄存器的读取都是从内存中获取的最新值，比如：

再比如下图所示，如果我们向地址0x812100地址连续改变其值:

那么编译器通常会将其直接优化为第三条操作，并不会去执行前两条操作，这样会造成写寄存器时序上的问题。

如果采用volatile去修饰，则三条命令便会依次执行，达到我们代码所示三次操作的目的。

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更复杂一点的，也是最重要的 

其实对于volatile所解决的问题用更加专业的说法可以分为:可见性和有序性。

1、可见性

所谓可见性，通常是在多线程访问共享数据的情况，当一个线程对共享变量进行修改，而其他线程能否立即观察到这个修改的性质。

在我们目前大部分单核一级缓存的CPU无需考虑这个问题，而对于现场多核多级缓存处理器，各个现场都会维护着自己的缓存，如果仅仅只是更新到了自己的缓存中那么其他线程是无法立马感受到这个修改的，最终导致结果不一致。

2、有序性

很多时候也叫作重排序，说白了就是对执行指令进行了执行顺序上的优化，以不改变指令运行的最终结果，而改变指令的执行顺序。

编译器可以调整指令，同样处理器的多级流水线和乱序执行也同样可以改变指令执行顺序；甚至为了多级缓存的高效执行，也同样会对内存读写操作进行重排序。

然而这样的重排序，却会对多线程并发访问共享数据的过程中产生问题，从而不符合我们编程源码的预期执行顺序。

但对于volatile只能在一定程度上防止指令重排序，其只能保证单个变量访问的有序性，而不能保证整个程序的有序性，所以这一点是大家尤为要注意的。

所以讲了这么多，相信以后大家再开发中也都会遇到。

审核编辑：刘清