C 语言的 volatile 关键字
leisiji 2020-05-29 C
# volatile
volatile 只在编译器层面优化，告诉编译器不要从寄存器中读取变量值，无法防止多线程同时写变量的问题，而且看出只能用于一个线程写另一个线程读的情况，使用情况非常狭窄，因此要避免使用
展示 volatile 作用的一个例子：
// 不加 volatile，开启 -O3 会发现 thread2 永远无法退出
static volatile int thread_var = 1;
void *thread1(void *arg) {
sleep(1);
thread_var = 1000;
return NULL;
}
void *thread2(void *arg) {
while (thread_var != 1000) {}
thread_var = 2000;
return NULL;
}
int main(int argc, char *argv[]) {
pthread_t thread1_tid, thread2_tid;
pthread_create(&thread1_tid, NULL, thread1, NULL);
pthread_create(&thread2_tid, NULL, thread2, NULL);
pthread_join(thread1_tid, NULL); pthread_join(thread2_tid, NULL);
return 0;
}
/* thread2() 没有 volatile 的情况
cmpl $0x3e8,0x2eae(%rip) # 0x4048 <thread_var>
jne 0x11b0 <thread2+32>
....
jmp 0x11b0 <thread2+32>
# 这里没有优化为寄存器变量，但是最后直接跳回了自己
*/
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volatile 危害是明显的，不能保护多线程对变量的读写：
_Atomic int acnt;
volatile int cnt;
void *adding(void *input)
{
for(int i = 0; i < 10000; i++) {
acnt++;
cnt++;
}
return NULL;
}
int main() {
pthread_t tid[10];
for(int i = 0; i < 10; i++) {
pthread_create(&tid[i], NULL, adding, NULL);
}
for(int i = 0; i < 10; i++) {
pthread_join(tid[i], NULL);
}
printf("acnt is %d, cnt is %d\n", acnt, cnt);
return 0;
}
// 结果：acnt is 100000, the value of cnt is 89824
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上面的例子：atomic 保护了多线程的变量，volatile 无法保护
linux 内核中也是禁止使用 volatile 的（Documentation/volatile-considered-harmful.txt）