什么是volatile关键字？

什么是volatile关键字？

volatile是C语言关键字之一，用于修饰变量。

通常情况下，当一个变量被定义后，系统在运行时会在内存中为其分配一块地址，该变量被存储在该内存地址中。当程序运行时会从该地址中读取该变量的值，不过在实际的程序中，可能会遇到一些特殊情况，这些特殊情况可能会导致该变量的值不再在该内存地址中，而是在其他位置上，这个时候就可以通过volatile关键字来告诉编译器，该变量的值是不稳定，需要每次从内存中读取该变量的值，而不是从寄存器或其他地方读取。

如何使用volatile关键字？

我们可以通过以下代码示例来说明如何使用volatile关键字。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

volatile int count = 0;

void *increment(void *arg) {
    for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
        count++;
    }
    pthread_exit(NULL);
}

int main() {
    pthread_t thread1, thread2;
    if (pthread_create(&thread1, NULL, increment, NULL) != 0) {
        perror("pthread_create error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (pthread_create(&thread2, NULL, increment, NULL) != 0) {
        perror("pthread_create error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (pthread_join(thread1, NULL) != 0) {
        perror("pthread_join error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (pthread_join(thread2, NULL) != 0) {
        perror("pthread_join error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("value of count: %d\n", count);
    return 0;
}

在上述代码中，我们定义了一个全局变量count，同时定义了两个线程，这两个线程都是对count进行递增操作的。如果我们使用了volatile关键字，那么我们可以确保在两个线程对count进行修改时，每个线程都能够读取最新的count的值，从而保证了count递增操作的正确性。

我们再看一个例子，在以下代码示例中，我们又定义了一个volatile类型的变量time。在while循环中，我们通过一个函数get_time()获取当前的系统时间，并将时间保存到time变量中，然后睡眠1秒钟，然后再次更新时间，不断循环。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

volatile time_t time;

time_t get_time() {
    time_t curtime;
    time(&curtime);
    return curtime;
}

int main() {
    while (1) {
        time = get_time();
        sleep(1);
        printf("Current time: %ld\n", time);
    }
    return 0;
}

在上述代码中，如果我们不使用volatile关键字，那么在while循环中，time变量可能会被优化到CPU的寄存器中，而不是每次都从内存中读取。这可能会导致程序在运行时无法得到正确的系统时间。通过使用volatile关键字，我们可以确保每次都从内存中读取time变量，从而避免了该问题的出现。

总之，通过使用volatile关键字，我们可以确保变量的值在多线程或多进程的情况下，每次都从内存中读取，避免了变量的值被过度优化的情况出现，从而保证了程序的正确性。