C语言中volatile用法小结
volatile用法及原理
volatile用法及原理
"volatile"是一个关键字,用于修饰变量。
它可以告诉编译器,在使用这个变量的时候不要
进行优化,每次都从内存中读取最新的值,而不是使用寄存器中保存的值。
"volatile"的主要使用场景有两种:
1. 多线程并发访问共享变量:当多个线程同时访问一个共享变量时,为了保证数据的可见性和一致性,可以使用"volatile"关键字修饰共享变量,确保每次读取变量时都能获取到最新的值,
而不是使用缓存中的旧值。
2. 硬件设备的内存映射:有些变量是映射到硬件设备的内存地址,每次读取或写入这些变量时都需要与硬件设备进行交互。
使用"volatile"关键字修饰这些变量,可以告诉编译器不要对这些
变量进行优化,并且保证每次读取或写入都直接与硬件设备进行交互。
原理上,"volatile"关键字的作用是通过一系列的指令和内存屏障来保证变量的可见性和有序性:
1. 可见性:当一个线程对一个volatile变量进行写操作时,会立即刷新到主内存中,而读操作
会直接从主内存中读取最新的值,保证可见性。
2. 有序性:在volatile变量的前后插入内存屏障指令,防止指令重排序的优化。
这样可以确保volatile变量的读写操作在其他指令之前执行或之后执行,保证操作顺序的有序性。
需要注意的是,虽然"volatile"关键字可以保证可见性和有序性,但它并不能保证原子性。
如果
要保证原子性,需要使用其他的同步手段,比如使用synchronized关键字或者使用锁机制。
const volatile用法
const volatile用法在C语言中,const和volatile是两个非常有用的关键词,它们可以帮助我们更加精确地控制变量的行为。
在本文中,我将介绍const volatile的用法,并探讨它们在程序中的重要性。
1. const关键词在C语言中,const关键词用于声明一个常量,它表示该变量的数值是不可变的。
在函数参数中,const关键词用于表示该参数是输入参数,函数不会修改它的数值。
在指针类型中,const关键词可以用来表示指针指向的数据是不可变的。
const关键词的使用可以提高程序的可读性和可维护性,避免意外的数据修改,从而提高程序的安全性和稳定性。
2. volatile关键词在C语言中,volatile关键词用于声明一个变量是易变的,它表示该变量的数值可以在任何时刻被改变。
在多线程或嵌入式系统中,volatile关键词可以用来表示一个变量可能被不同的线程或中断同时访问,从而避免编译器对该变量进行优化,保证程序的正确性。
volatile关键词的使用可以提高程序在多线程或并发环境中的正确性和可移植性,避免意外的编译器优化,保证程序的正确性。
3. const volatile的用法在C语言中,const和volatile关键词可以同时用于一个变量的声明中,表示该变量既是不可变的,又是易变的。
const volatile的用法通常出现在嵌入式系统中,用于表示一个只读的寄存器或设备状态变量。
在多线程或并发编程中,const volatile的使用可以保证对共享变量的正确访问,同时避免编译器的意外优化,保证程序的正确性。
4. 个人观点在实际的程序开发中,const和volatile关键词可以帮助我们更加精确地控制变量的行为,提高程序的可读性、可维护性和安全性。
特别是在嵌入式系统或多线程编程中,const volatile的使用是非常重要的,可以保证程序的正确性和可移植性。
总结在本文中,我介绍了const volatile的用法,它们分别表示变量的不可变性和易变性,可以帮助我们更加精确地控制变量的行为。
volatile bool在c语言中的用法
volatile bool在c语言中的用法在C语言中,`volatile bool`是一种数据类型,用于声明一个可以被多个线程同时访问并可能在不同的时间点被改变的布尔变量。
它通常用于以下情况:1. 在中断服务程序(ISR)中使用:当一个中断服务程序修改了一个共享的布尔变量时,为了确保其他线程或中断能够正确地检测到该变量的更新,需要将该变量声明为`volatile`。
```cvolatile bool flag = false;void ISR() {flag = true;}int main() {while(1) {if(flag) {// 执行某些操作flag = false; // 重置标志位}}return 0;}```2. 在多线程环境下使用:当多个线程同时访问并修改一个共享的布尔变量时,为了确保每个线程都能正确地读取到最新的变量值,需要将该变量声明为`volatile`。
```cvolatile bool flag = false;void thread1() {flag = true;}void thread2() {while(!flag) {// 等待标志位被设置}// 执行某些操作flag = false; // 重置标志位}int main() {// 创建线程1和线程2// ...return 0;}```通过将布尔变量声明为`volatile`,可以防止编译器对该变量的优化,以确保读取和写入操作的顺序是按照程序的实际执行顺序进行的。
这样可以避免在执行过程中出现错误的结果或不确定的行为。
单片机c语音的volatile.英文描述
单片机c语言的volatile关键字详解在单片机程序开发中,我们经常会接触到volatile关键字,它在C语言中的使用有着特殊的含义。
本文将对volatile关键字进行详细的分析和解释,帮助读者更好地理解其作用和用法。
1. 什么是volatile关键字在C语言中,volatile是一种类型修饰符,用于声明一个变量是易变的(volatile)。
“易变”指的是该变量的值可以在程序的外部被修改,例如硬件、中断或者其它线程。
2. volatile关键字的作用通常情况下,编译器会对变量进行优化,例如将变量缓存在寄存器中以提高访问速度。
然而,对于volatile修饰的变量,编译器会禁止这种优化,确保每次对变量的访问都是从内存中读取,从而避免出现意外的错误。
3. volatile关键字的使用场景在单片机程序开发中,很多变量的值可能会被外部因素修改,例如中断服务程序会改变一些全局变量的值。
这时就需要使用volatile关键字来告诉编译器,这些变量是易变的,不要对其进行优化。
4. volatile关键字的注意事项虽然volatile可以告诉编译器不要对变量进行优化,但它并不能保证多线程访问时的原子性。
在多线程编程中,仍需要结合互斥锁等机制来保证变量的安全访问。
5. 示例代码以下是一个简单的示例代码,展示了volatile关键字的使用场景:```c#include <stdio.h>volatile int count;void updateCount(){count = 10;}int m本人n(){printf("Initial count: d\n", count);updateCount();printf("Updated count: d\n", count);return 0;}```在这段代码中,count被声明为volatile,确保其值在被updateCount函数修改后能够被正确地读取到。
volatile在c语言中的用法
volatile在c语言中的用法c语言是一种常用的面向对象的编程语言,在c语言中,volatile 关键字是一种有用的功能,可以用来表明某个内存单元的值可能会受外部因素的影响,而不受编译器优化的影响,从而可以保证值的正确性。
它是使用c语言开发复杂软件系统时不可缺少的功能。
一、什么是volatile?volatile关键字表明被修饰的变量是一个易变的存储单元,它不会被编译器进行优化,并且可能会受外部因素的影响,不会被改变,而值也将保留在它的存储位置中。
二、volatile的用途1. 保护共享变量如果在多个线程之间共享一个变量,使用volatile关键字可以保护这个变量的值不会被程序员或编译器优化错误地更改。
2. 保护I/O操作当多个线程访问内存中的I/O端口时,使用volatile关键字可以确保I/O操作的原子性,避免程序出现异常。
3.保变量的更新当多个线程对一个变量进行更新操作时,使用volatile关键字可以确保变量的值在线程间断开之前一定会被正确更新。
4.省CPU资源volatile关键字可以避免编译器对变量的不必要的操作,从而节省CPU的资源消耗。
三、volatile的局限volatile关键字只能保证变量的可见性,但无法保证变量的原子性,因此在使用volatile时,仍需要注意线程安全问题。
当多个线程同时操作一个volatile变量时,可能会出现不可预料的结果,因此在使用volatile关键字时,需要借助其他的技术手段,来保证变量的原子性。
四、总结volatile关键字在c语言中是一个非常有用的功能,可以用来实现变量的可见性,确保各个线程对变量的更新操作是同步处理的,从而避免出现竞争条件。
但是,由于volatile关键字只能保证变量的可见性,所以在处理多线程操作时,仍需要注意线程安全问题,使用其他技术手段,来保证变量的原子性。
C语言中的volatile
C语⾔中的volatile1.volatile有什么含义?有什么⽤法?官⽅定义是:⼀个变量也许会被后台程序改变。
关键字volatile与const绝对独⽴。
它指⽰⼀个变量也许会被某种⽅式修改,这种⽅式按照正常程序流程分析是⽆法预知的(例如,⼀个变量也许会被⼀个中断服务程序所修改)。
这个关键字使⽤以下语法定义:volatile data-defiinition;注:变量如果加了voletile修饰,则会从内存中重新装载内容,⽽不是直接从寄存器中拷贝内容。
2.编译器的优化在本次线程内,当读取⼀个变量时,为了提⾼读取速度,编译器进⾏优化时有时会先把变量读取到⼀个寄存器中;以后,再读取变量值时,就直接从寄存器中读取;当变量值在本线程⾥改变时,会同时把变量的新值copy到该寄存器中,以保持⼀致。
当变量因别的线程值发⽣改变,上⾯寄存器的值不会相应改变,从⽽造成应⽤程序读取的值和实际的变量值不⼀致。
3.常见的问题(1)说明关键字volatile有什么含意,并给出例⼦。
volatile表⽰被修饰的符号是易变的。
告诉编译器不要随便优化我的代码!!*⼀个硬件寄存器*中断中⽤到的变量*线程之间共享变量volatile int a = 10;while((a & 0x01) == 0);#define P_UART_STATUS ((const volatile unsigned int *)0x88000000);// volatile表⽰硬件会修改这个寄存器的内容// const表⽰该寄存器只读,写⽆意义(2)⼀个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变,这样,编译器就不会去假设这个变量的值了。
精确地说就是,优化器在⽤到这个变量时必须每次都⼩⼼地重新读取这个变量的值,⽽不是使⽤保存在寄存器⾥的备份。
下⾯是volatile变量的⼏个例⼦:1). 并⾏设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)2). ⼀个中断服务⼦程序中会访问到的⾮⾃动变量(Non-automatic variables)3). 多线程应⽤中被⼏个任务共享的变量(3)1). ⼀个参数既可以是const还可以是volatile吗?解释为什么。
volatile作用和用法
volatile作用和用法volatile关键字是C和C++语言中经常用到的关键字之一,它的作用是告诉编译器在处理变量时应该尽可能地遵循在编译过程中该变量可能发生改变的情况。
volatile关键字的主要作用在于告诉编译器该变量并不是固定不变的,因此在处理该变量时需要特别的小心谨慎。
当我们定义一个变量为volatile类型时,我们告诉编译器这个变量可能随时会被变更,因此不必将该变量缓存至寄存器中,对该变量的读写操作必须直接操作其在内存中的值。
通常而言,一般的程序是可以将变量缓存至寄存器中,以便更快地访问该变量。
但是,如果一个变量是volatile类型的,编译器必须保证每次都从内存中读取该变量的值,因为该变量有可能被其他线程、中断程序或硬件修改。
在外设操作中,volatile的使用是很普遍的。
因为外设数据寄存器在程序每次读取时都可能发生变化。
如果不加volatile关键字,编译器会将寄存器的值缓存在寄存器中,从而导致程序无法得到最新的外设数据。
volatile的使用也是很通用的,比如多线程编程、编写操作系统时驱动程序的编写等等。
volatile关键字同样也适用于指针类型。
当我们定义指向某个数值的指针时,编译器同样可能会将该值缓存至寄存器中,如果该变量是volatile类型,那么就会由于缓存导致使用陈旧的数值。
同时,如果我们在定义一个volatile指针时,也需要特别注意该指针的使用。
因为指针变量也有可能被其它线程修改或误操作,所以需要在处理volatile指针时非常小心谨慎。
总之,volatile关键字在处理多线程、中断程序或硬件时,是一个非常重要的保障,能够保证程序对变量的读写操作符合程序设计的预期,是编写可靠、高效程序的重要技巧之一。
volatile的用法及原理
volatile的用法及原理Volatile的用法及原理Volatile是C语言中的一个关键字,用于告诉编译器该变量是易变的,需要在每次访问时都从内存中读取,而不是从寄存器中读取。
这个关键字通常用于多线程编程中,以确保线程之间的可见性和一致性。
在多线程编程中,由于线程之间的执行顺序是不确定的,因此可能会出现一个线程修改了某个变量的值,但是另一个线程并没有及时地看到这个变化,导致程序出现错误。
这种情况被称为“竞态条件”,可以通过使用Volatile关键字来避免。
Volatile的原理是告诉编译器不要对该变量进行优化,每次访问都要从内存中读取最新的值。
这样可以确保多个线程之间对该变量的访问是同步的,避免了竞态条件的出现。
在C语言中,Volatile关键字可以用于变量、指针和结构体等数据类型。
例如,下面的代码定义了一个Volatile变量:```volatile int count = 0;```在多线程编程中,如果一个线程需要修改count的值,可以使用原子操作来保证线程安全。
例如,下面的代码使用了GCC提供的原子操作来实现对count的自增操作:```__sync_fetch_and_add(&count, 1);```这个操作会保证在多线程环境下,对count的自增操作是原子的,不会出现竞态条件。
需要注意的是,Volatile关键字只能保证对单个变量的访问是同步的,不能保证多个变量之间的同步。
如果需要保证多个变量之间的同步,可以使用互斥锁、条件变量等同步机制。
Volatile关键字是多线程编程中非常重要的一个关键字,可以保证线程之间的可见性和一致性,避免竞态条件的出现。
在使用Volatile 关键字时,需要注意其原理和使用方法,以确保程序的正确性和性能。
对C语言的volatile关键字的理解
对C语⾔的volatile关键字的理解volatile在英语的意思是:挥发性的, 不稳定的, 易变的. 在编程中不是是很容易被理解的它, 加上平常很少被⽤到, 再加上它更多地被⽤于硬件编程⽅⾯,所以就更加让⼀些⼈琢磨不透了.总之, 作为⼀个变量类型修饰符, volatile的作⽤就是被设计⽤来修饰被不同线程访问和修改的变量. 在原⼦操作中同样会⽤到. 如果没有它, 很有可能使得编程写的多线程程序出现不可预期的错误, 也可能因为编译器的各种优化⽽导致编译后的结果表达了不同的意思, 使得程序出现难以发现的错误.被volatile修饰的变量是说这个变量可能会被意想不到地被改变, 这样, 编译器就不会在编译会访问该变量的语句的时候, 依然使⽤保存在某个寄存器的值来加快速度, 取⽽代之的是, 每次都从该变量的原始地址处重新读取该变量的值, 这样就能使得取到的值总是是"最新"的, 真正意义上的最新. 区别在于:如果编译器在编译涉及到访问某个变量的值的时候, 它会把被频繁访问的变量保存到CPU的寄存器中供复⽤, 以加快再次访问变量的速度. 但是, 该值是从CPU的寄存器中取出的, 它虽然是最原始的值, 但如果在其它时间, 其它地点的程序如果修改了该变量的值, 那么编译器拿到的值就是⼀个"过时"的值, 这样就会出现错误. 其它时间可以是CPU的线程调度, 其它地点可以是另⼀个线程的代码.下⾯看⼀点C语⾔例⼦.int main(void){int i;i = 1;i = 2;return i;}在Debug模式(⽆任何优化)下, ⽣成的32位汇编代码(省略其它代码)为:; i = 1mov dword ptr[ebp-4],1; i = 2mov dword ptr[ebp-4],2; return imov eax,dword ptr[ebp-4]ret可见, 对i的每次赋值都会产⽣⼀条汇编语句来对应, 这完全同C程序意思.⽽当⽣成模式改成Release(优化被打开; 可能需要在项⽬设置中钩上"⽣成调试信息")后,对应如下(省略其它代码):mov eax,2ret可见, 多余的赋值代码都被优化掉了, 这就是编译器的优化措施.好的, 我们再把源代码改成如下形式:int main(void){volatile int i;i = 1;i = 2;return i;}修改后, Debug⽣成的汇编代码没有变化, 但Release⽣成的代码却变成了:push ecxmov dword ptr[esp],1mov dword ptr[esp],2mov eax,dword ptr[esp]pop ecx可见, 加了volatile后, 就算打开优化, 编译器也不会作优化, 每次取值都是重新取值, 虽然在这⾥所有语⾔直接⼀条return 2;就可以代替, 但编译器却没有那样做~另⼀个典型的例⼦, 可能很多⼈⽤于延时,测试速度:int i;for(i=0; i<10000; i++);。
c语言中volatile的用法
c语言中volatile的用法引言在C语言中,volatile是一个非常重要的关键字,它告诉编译器某个变量可能会被意外的改变,从而防止编译器对这些变量进行优化。
本文将介绍volatile的定义、用法以及其在多线程、嵌入式开发中的应用。
一、定义与作用volatile关键字是C语言中用来声明变量的一种类型修饰符,它用于告知编译器该变量可能被在程序执行中意外地改变,编译器在编译过程中会尽量避免对volatile 变量的优化。
volatile常见的作用有以下几个方面: 1. 防止编译器优化:编译器在进行优化时,会根据程序的逻辑简化一些操作,如果一个变量的值不会被程序以外的因素改变,编译器可能会进行一些优化,将变量的读取操作删除或进行替换。
而使用volatile 修饰变量,可以告诉编译器不要对该变量进行优化,保证变量的读取和写入操作不被删除或替换。
2.处理硬件映射:在嵌入式开发中,通常会有一些变量与硬件设备进行映射,这些变量的值可能会被硬件设备修改。
如果不使用volatile修饰这些变量,在编译器优化的过程中可能会导致未预料的结果,使用volatile修饰这些变量可以确保程序正确地与硬件设备进行通信。
3.多线程同步:在多线程编程中,不同线程可能同时访问同一个变量,如果不使用volatile修饰该变量,编译器对该变量的优化可能导致线程读取到脏数据。
通过使用volatile修饰变量,可以确保在多线程环境下变量的可见性和一致性。
二、volatile与多线程并发编程中最常见的一个问题就是可见性问题,即一个线程对共享变量的修改对另一个线程是否可见。
而volatile关键字可以用来确保变量在多线程环境下的可见性。
以下是volatile与多线程相关的一些要点:1. 可见性使用volatile修饰的变量在多线程环境下保证了其可见性。
如果一个线程对一个volatile变量进行了修改,那么其他线程在读取该变量时可以立即看到最新的值,而不会使用缓存中的旧值。
C语言中volatile关键字的使用
C 语言中volatile 关键字的使用
volatile 的意思是易变的、可变的,作用是限制编译器优化某些变量。
首先看一段C51 程序:
Keil 在优化级别是为8 时得到如下汇编代码(部分未列出):
可以看到,变量d 的值赋给x,y,z 时,只有x 中是直接读取的d 中数值,而y=d,z=d 则直接将寄存器中的数值赋给y,z。
若在此过程中,变量d 的值被改变(比如d 是一个硬件寄存器),则y,z 变量中得到的数据将是错误的,因此在某些应用中程序存在隐患。
这类问题并不是编译器的问题。
由于访问内部寄存器比访问RAM 速度块,因此编译器在编译类似程序时,会对程序进行优化,除第一次编译变量所在在连续读取一个变量时,编译器为了简化程序,只要有可能就会把第一次读取的值放在ACC 或Rx 中,在以后的读取该变量的值时就直接使用第一次的读取值。
如果该变量的值在此过程中已经被外设(如读取外部设备端口时经常将外设端口看作一外部RAM 地址)或其他程序(如中断服务程序)所改变,可能就会出错。
为了解决这类问题,常用的方法就是降低编译器的优化级别或者使用volatile 关键字。
显然降低优化级别不是所期望的,因此用volatile 关键字修饰相关变量很有必要。
volatile在c语言中的用法
volatile在c语言中的用法
C语言是一门极具活力、功能强大的编程语言,volatile这一关键字是其中一个重要的特性。
“volatile”于提醒编译器,即使没有明确的指令,也应该严格遵守标记的变量的值的变化。
首先,关于volatile的定义。
它代表的含义就是可变的,即该变量的值可能会被外部的硬件对其进行修改。
它有一个非常特殊的用法,可以明确地指出某一变量可能会受到外部因素的影响,因为它可能被其他线程访问或者被某些外部因素更改,因此必须确保该变量能够被正确地读取,这就是volatile关键字的作用。
使用volatile关键字可以提高程序的性能,因为它可以减少读取变量时的开销,使得程序执行更快。
而某些编译器,如GCC,可以在编译时对变量进行优化。
因此,使用volatile关键字可以避免编译器优化,并使得变量的值在每次访问时可以获取到正确的值。
此外,volatile还可用于确保程序的正确性。
在多线程编程中,volatile可以用来保证在多个线程之间共享变量的正确性。
多线程编程中,如果没有对变量使用volatile,可能会出现变量值不正确的问题。
volatile可以防止多线程中出现资源竞争等问题,从而保证程序的正确性。
总之,volatile关键字在C语言开发过程中,有着非常重要的作用。
它可以减少读取变量时的开销,可以避免编译器优化,还可以用来保证程序的正确性。
但是,它的使用也会带来一定的风险,比如编程中可能会出现死锁等问题,因此应该谨慎使用。
volatile用法
volatile用法volatile是C语言中的一个关键字,用来告诉编译器对于某个变量的访问是不可预测的,需要强制编译器在每次访问变量时都重新读取变量的值,而不是使用缓存值。
volatile通常是用来解决多线程共享变量或者IO设备等特殊场景下使用的。
在多线程共享变量的情况下,如果一个线程在修改某个共享变量的值时,其他线程可能无法及时地看到这个变量值的变化。
这是因为编译器为了提高程序的运行效率,可能会对某些变量的访问进行优化,将这些变量的值缓存到CPU的寄存器中,而不是每次访问都从内存中读取。
这样就可能导致不同线程看到的变量值不一致的情况出现,从而引发严重的问题。
在C语言中,可以通过在变量定义前添加volatile关键字来声明一个volatile变量。
例如:volatile int counter;这样定义的counter变量每次访问时都会被强制从内存中读取。
2. 用法二:使用volatile关键字修饰指针在多线程编程中,经常需要使用指针来共享内存中的数据结构。
由于指针本身也是一个变量,需要保证指针在每次访问时都从内存中读取,否则就会造成内存泄漏或者数据结构的不一致。
使用volatile关键字可以保证指针在每次访问时都从内存中读取,例如:在一些特殊场景中,需要保证函数的输入参数在每次调用时都从内存中读取。
使用volatile关键字可以修饰函数参数,保证每次调用时都重新从内存中读取参数值,例如:总之,volatile关键字是在某些特殊情况下使用的,可以用来保证多线程之间的数据一致性,以及I/O设备等特殊场景下的正确性。
但是,过度使用volatile关键字会导致程序效率降低,因为每次访问变量都需要重新从内存中读取,所以应该在必要的时候才使用。
关于C语言中volatile关键字的作用
关于C语⾔中volatile关键字的作⽤
关于C语⾔中volatile 关键字的使⽤
纸上得来终觉浅,绝知此事要躬⾏!中国五千年⽂化,古⼈爷爷们诚不欺我,今天算是⼜体验了⼀回。
起因是这样的:
先上⼀张图,图中Req_Timer是我定义的⼀个变量,uint16_t Req_Timer,在定时器⾥⾯加⼀递增,按照流程,应该是先判断
USART_RX_STA是否为真,为真就跳出while执⾏下⼀步,为假就执⾏if语句,判断Req_Timer是否>=0,若是则执⾏if⾥⾯的代码,随笔重点来了,我在仿真时发现,在Req_Time>100后,编译器并不往下执⾏,依然是停留在等待Req_Time>=100这条语句,卡死在此处,仿真了⼏次,百思不得其解,明明流程没错,怎么就是不执⾏。
在百度了很多关键词后,在⼀个论坛中找到答案,在开中断后,while⾥⾯嵌套的IF语句判断变量不能正确判断,论坛结贴写明:在定义全局变量时,需要加上volatile关键字。
于是我⼜去查找volatile关键字的⽤法与定义:
volatile 影响编译器编译的结果,volatile指出变量是随时可能发⽣变化的,与volatile变量有关的运算,不要进⾏编译优化,以免出错
恍然⼤悟,也就是说在编译器编译时,因为我定义的变量在中断打开,每个5MS加⼀的情况下,突然在别的⽂件中被清零,所以编译器进⾏了优化,使得上⾯图⽚中的if语句不能进⾏正确的判断,从⽽引起故障。
volatile关键字以前也学过,但是理论终究是理论,当时学的迷迷糊糊,导致遇到问题时根本联想不到使⽤这个关键字解决,感谢这次问题的出现,让我对volatile 这个关键字有了更深的理解。
C语言中volatile关键字的作用
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。
C语言中const,volatile,restrict的用法总结
C语⾔中const,volatile,restrict的⽤法总结变量声明中带有关键词const,,这是显⽽易见的⼀点。
指针使⽤const则要稍微复杂点,因为不得不把让指针本⾝成为const 和指针指向的值成为const区别开来、下⾯的声明表⽰pf指向的值必须是不变的constfloat *pf;⽽pf则是可变的,它可以指向另外⼀个const或⾮const值;相反,下⾯的声明说明pf是不能改变的,⽽pf所指向的值则是可以改变的:float* const pf;最后,当然可以有既不能改变指针的值也不能改变指针指向的值的值的声明⽅式:constfloat * const pf;需要注意的是,还有第三种放置const关键字的⽅法:float const * pf; //等价于constfloat * pf;总结就是:⼀个位于*左边任意位置的const使得数据成为常量,⽽⼀个位于*右边的const使得指针本⾝成为const还要注意的⼀点是关于const在全局数据中的使⽤:使⽤全局变量被认为是⼀个冒险的⽅法,它使得数据在程序的任何部分都可以被错误地修改,如果数据是const,那么这种担⼼就是多余的了不是嘛?因此对全局数据使⽤const是合理的。
然⽽,在⽂件之间共享const数据要格外⼩⼼,有两个策略可以使⽤。
⼀个是遵循外部变量的惯⽤规则,在⼀个⽂件进⾏定义声明,在其他⽂件进⾏引⽤声明(使⽤关键字extern)。
/*file1.c------定义⼀些全局常量*/const double PI = 3.14159;/*file2.c-----是⽤在其他⽂件中定义的全局变量*/extern const dounle PI;另外⼀个⽅法是把全局变量放在⼀个include⽂件⾥,这时候需要格外注意的是必须使⽤静态外部存储类/*constant.h----定义⼀些全局常量*/static const double PI = 3.14159;/*file1.c-----使⽤其他⽂件定义的全局变量*/#include”constant.h”。
volatile在c语言中的作用
在C语言中,volatile 关键字用于说明一个变量是“易失的(volatile)”,即该变量的值可能随时发生变化,需要每次都从内存中读取最新的值而不是使用缓存。
通常情况下,编译器会对变量进行优化,尝试尽可能少的访问内存,从而提高程序的性能。
但是这种优化可能导致程序出现意外的行为,特别是在多线程或者并发环境下。
volatile 关键字可以告诉编译器不要对该变量做优化,而应该每次都从内存中读取最新的值。
这样可以确保在多个线程或者并发环境下,变量的值总是最新的,避免出现数据同步问题。
volatile 关键字还可以被用于描述一个指针类型的变量。
当一个指针被声明为volatile 类型时,它所指向的对象也被认为是易失的。
这个特性主要用于和硬件交互,在一些嵌入式系统编程中非常常见。
总结来说,volatile 关键字在 C 语言中作用如下:
阻止编译器对变量的优化,确保每次访问变量都能够读取最新的值。
可以用于多线程或者并发环境下确保变量的值是正确的。
可以用于描述一个指针类型的变量,防止编译器对指针所指向的对象进行优化。
volatile在c语言中的用法
volatile在c语言中的用法
在计算机科学领域中有一种特殊的C语言修饰符,叫做“volatile”。
Volatile关键字(volatile keyword)被用来描述一个变量(和已经内存地址中的数据)的条件。
在使用volatile时,必须注意清楚这种修饰符的语义,以便对变量的使用作出正确的解读。
Volatile是一个C语言提供的常量,它可以用来区分它的标示的变量是否需要特殊处理。
我们需要给变量加上volatile修饰符,如果需要让编译器在编译代码时知道变量可能会发生变化,或者可能是线程之间共享的变量。
当volatile常量修饰变量时,编译器就知道这个变量对于一般的优化是不可用的,因为它的值可能在任何时候都会改变,而不是像一般的全局变量(也只会在执行的开始时被初始化)。
Volatile修饰符通常被用在以下情形中:
1. 多线程程序中,用作共享变量标识,以防止编译器将该变量优化成寄存器变量;
2. 在不同函数或程序块中对全局变量进行读取或赋值操作时,为避免由于编译器进行延迟分配而导致程序出错;
3. 某些硬件设备相关的变量,如I/O端口变量等。
使用volatile修饰符(volatile keyword)通常在底层程序编写时使用,而不是高层程序编写时使用。
使用volatile关键字有一些限制:
1. 由volatile修饰的变量只能被读取和赋值操作,不能使用其他的算术运算或逻辑运算;
2. volatile变量不可以用于定义常量。
总之,volatile修饰符是一种强制编译器不进行优化的特殊修饰符,通常将其用于标识线程间共享变量、必须在不同函数中被读写的全局变量、或需要具有特定内存行为的变量等。
c语言volatile用法
在C语言中,`volatile`关键字用于告诉编译器,被标记为`volatile`的变量可能会被意外地修改,这可能是由操作系统、硬件或者其他一些不可预见的代码修改的。
因此,编译器不应该对这些变量进行优化,例如缓存或者认为该变量在程序执行期间不会改变。
下面是一些使用`volatile`关键字的例子:
1. 并行编程:在一个多线程环境中,如果多个线程共享一个变量,并且至少有一个线程可能会在该变量未被同步的情况下对其进行修改,那么这个变量就应该被声明为`volatile`。
```c
volatile int shared_variable;
```
2. 硬件寄存器:如果一个变量代表了硬件设备的状态,那么这个变量应该被声明为`volatile`。
因为硬件设备可能会在任何时候改变这个状态。
```c
volatile int hardware_register;
```
3. 信号量(Semaphore):在并发控制中,信号量是一个被广泛使用的同步工具。
如果一个变量用作信号量,那么它应该是`volatile`。
```c
volatile int semaphore;
```
总的来说,`volatile`告诉编译器不要对这个变量进行优化,确保每次引用这个变量时都能得到最新的值。
c语言volatile的用法
c语言volatile的用法C语言中的volatile关键字是一种类型限定符,它告诉编译器它所修饰的变量可能会在程序执行期间被意外地改变,因此编译器不应该对这些变量进行优化。
具体来说,volatile关键字有以下几种用法。
一、保证内存可见性由于现代计算机的缓存机制,程序在读取或写入一个变量时可能会从缓存中读取或写入,而不是实际的内存地址。
这样就会导致多线程并发访问同一个变量时出现数据不一致的问题。
为了解决这个问题,可以使用volatile关键字来保证内存可见性。
二、防止编译器优化编译器通常会对代码进行各种优化以提高程序执行效率,但有时候这些优化可能会破坏代码本身的逻辑。
例如,在下面的代码中:```cint a = 1;while (a == 1) {// do something}```编译器可能会认为a的值永远不会改变,从而将while循环优化成一个无限循环。
但如果将a声明为volatile类型,则编译器就不能对它进行优化。
三、处理硬件操作在嵌入式系统开发中,经常需要与硬件进行交互。
由于硬件操作通常是异步的,因此需要使用volatile关键字来确保操作的顺序和正确性。
例如,下面的代码片段用于向串口发送一个字节:```c#define UART_BASE 0x1000volatile unsigned char *uart = (unsigned char *)UART_BASE;*uart = 'A';```这里将UART_BASE定义为串口的基地址,然后声明一个指向该地址的指针uart,并将其声明为volatile类型。
这样就可以确保写入操作按照预期执行。
四、处理信号量在多线程编程中,信号量是一种常用的同步机制。
由于信号量的值可能会在程序执行期间被其他线程或进程修改,因此需要使用volatile 关键字来保证它们的可见性和正确性。
五、处理全局变量如果一个全局变量被多个函数访问并修改,那么就需要使用volatile 关键字来确保它们之间的同步和可见性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
计算机二级C技巧:c语言中的volatile关键字
来源:考试大 2009年06月10日10:36
volatile关键字是一种类型修饰符,用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改。
用volatile关键字声明的变量i每一次被访问时,执行部件都会从i相应的内存单元中取出i的值。
没有用volatile关键字声明的变量i在被访问的时候可能直接从cpu的寄存器中取值(因为之前i被访问过,也就是说之前就从内存中取出i的值保存到某个寄存器中),之所以直接从寄存器中取值,而不去内存中取值,是因为编译器优化代码的结果(访问cpu寄存器比访问ram快的多)。
以上两种情况的区别在于被编译成汇编代码之后,两者是不一样的。
之所以这样做是因为变量i可能会经常变化,保证对特殊地址的稳定访问。
volatile关键字是一种类型修饰符,用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改,比如:操作系统、硬件或者其它线程等。
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。
使用该关键字的例子如下:
int volatile nVint;
当要求使用volatile 声明的变量的值的时候,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。
而且读取的数据立刻被保存。
例如:
volatile int i=10;
int a = i;
...
//其他代码,并未明确告诉编译器,对i进行过操作
int b = i;
volatile 指出i是随时可能发生变化的,每次使用它的时候必须从i的地址中读取,因而编译器生成的汇编代码会重新从i的地址读取数据放在b中。
而优化做法是,由于编译器发现两次从i读数据的代码之间的代码没有对i进行过操作,它会自动把上次读的数据放在b中。
而不是重新从i里面读。
这样以来,如果i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错,所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问。
注意,在vc6中,一般调试模式没有进行代码优化,所以这个关键字的作用看不出来。
下面通过插入汇编代码,测试有无volatile关键字,对程序最终代码的影响:
首先,用classwizard建一个win32 console工程,插入一个voltest.cpp文件,输入下面的代码:#i nclude <stdio.h>
void main()
{
int i=10;
int a = i;
printf("i= %d\n",a);
//下面汇编语句的作用就是改变内存中i的值,但是又不让编译器知道
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 20h
}
int b = i;
printf("i= %d\n",b);
}
然后,在调试版本模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 32
然后,在release版本模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 10
输出的结果明显表明,release模式下,编译器对代码进行了优化,第二次没有输出正确的i值。
下面,我们把i的声明加上volatile关键字,看看有什么变化:
#i nclude <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);
}
分别在调试版本和release版本运行程序,输出都是:
i = 10
i = 32
这说明这个关键字发挥了它的作用!。