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volatile關鍵字的說明以及測試

編輯:關於C++

volatile關鍵字是一種類型修飾符,用它聲明的類型變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改,比如:操作系統、硬件或者其它線程等。遇到這個關鍵字聲明的變量,編譯器對訪問該變量的代碼就不再進行優化,從而可以提供對特殊地址的穩定訪問。

使用該關鍵字的例子如下:

int volatile nVint;

當要求使用volatile 聲明的變量的值的時候,系統總是重新從它所在的內存讀取數據,即使它前面的指令剛剛從該處讀取過數據。而且讀取的數據立刻被保存。

例如:

volatile int i=10;
int a = i;
...
//其他代碼,並未明確告訴編譯器,對i進行過操作
int b = i;

volatile 指出 i是隨時可能發生變化的,每次使用它的時候必須從i的地址中讀取,因而編譯器生成的匯編代碼會重新從i的地址讀取數據放在b中。而優化做法是,由於編譯器發現兩次從i讀數據的代碼之間的代碼沒有對i進行過操作,它會自動把上次讀的數據放在b中。而不是重新從i裡面讀。這樣以來,如果i是一個寄存器變量或者表示一個端口數據就容易出錯,所以說volatile可以保證對特殊地址的穩定訪問。

注意,在vc6中,一般調試模式沒有進行代碼優化,所以這個關鍵字的作用看不出來。下面通過插入匯編代碼,測試有無volatile關鍵字,對程序最終代碼的影響:

首先,用classwizard建一個win32 console工程,插入一個voltest.cpp文件,輸入下面的代碼:

#include <stdio.h>
void main()
{
  int i=10;
  int a = i;

  printf("i= %d\n",a);
  //下面匯編語句的作用就是改變內存中i的值,但是又不讓編譯器知道
  __asm {
    mov dword ptr [ebp-4], 20h
  }

  int b = i;
  printf("i= %d\n",b);
}

然後,在調試版本模式運行程序,輸出結果如下:

i = 10
i = 32

然後,在release版本模式運行程序,輸出結果如下:

i = 10
i = 10

輸出的結果明顯表明,release模式下,編譯器對代碼進行了優化,第二次沒有輸出正確的i值。下面,我們把 i的聲明加上volatile關鍵字,看看有什麼變化:

#include <stdio.h>
void main()
{
  volatile int i=10;
  int a = i;

  printf("i= %d\n",a);
  __asm {
    mov dword ptr [ebp-4], 20h
  }

  int b = i;
  printf("i= %d\n",b);
}

分別在調試版本和release版本運行程序,輸出都是:

i = 10
i = 32

這說明這個關鍵字發揮了它的作用!

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