C语言 volatile的作用与使用场景

今天完成公司的任务，突然想起来在调试过程中遇到了一个问题是这样的：“我在主函数里面写了一个while（x）的循环，想在中断里面去改变这个变量x，以达到主函数里面退出while循环的目的。但是结果并不是这样的，我的代码一直停在了while循环里面。后面我咨询了一位大哥，然后他告诉我在变量i前面加上一个volatile。果然，代码运行和我的预期一样了”。代码如下

void main()
{
    unsigned char x = 1;
    while(x)
    {
    }
}

void USART1_IRQHandler(void)
{
    x = 0 ;
}

那么volatile到底是做什么的呢？查阅了几篇博客，总算是明白了其中的道道。

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。（简洁的说就是：volatile关键词影响编译器编译的结果，用volatile声明的变量表示该变量随时可能发生变化，与该变量有关的运算，不要进行编译优化，以免出错）

看两个例子：

1、如果你的程序是这样的。

int num = 0 ;
num = 1;
num = 2;

如上，你的编译器就会去去优化你的代码，可能被优化成这样：

int num = 0 ;
num = 2;

结果“num = 1;”这条指令就丢失了。

但是如果你加上了volatile，你的代码变成了这样：

volatile int num = 0 ;
num = 1;
num = 2;

那么你的编译器就不再会去优化你的代码，你编译出来的指令还是三条。

2、当你遇到博主上面的情况时，你也应该加上volatile。第二种使用volatile的情况就是，在某个函数中定义的变量可能在函数外面被改变的情况，你就应该加上volatile，保证每次都必须从内存中读取数据，而不能重复使用放在cache或寄存器中的备份。

这种情况，尤其是在单片机程序，需要在中断程序中，改变某个变量的时候，用的特别多。

3、当然还有其他一些使用volatile的情况，如，存储器映射的硬件寄存器通常也要加voliate，因为每次对它的读写都可能有不同意义。

#define __I volatile const /*!< defines 'read only' permissions */
#define __O volatile /*!< defines 'write only' permissions */
#define __IO volatile /*!< defines 'read / write' permissions */

你看你很少见到volatile，但是你肯定见到过__O、__I、__IO，被这三个定义的变量，都是必须从内存中去读值的。

好，说完了。一句话总结一下，volatile到底有什么用。它的作用就是叫编译器不要偷懒，去内存中去取值。