c - 静态全局变量和静态 volatile 变量有什么区别？

Question

我在文件范围内使用了一个静态全局变量和一个静态 volatile 变量，

两者都由 ISR 和主循环更新，主循环检查变量的值。

此处在优化期间，全局变量和 volatile 变量都没有被优化。因此，不是使用 volatile 变量，而是使用全局变量来解决问题。

那么用全局变量代替volatile好不好？

使用 static volatile 的任何特定原因？

任何示例程序都是值得赞赏的。

提前致谢..

Answer 1

首先让我提一下，静态全局变量与全局变量相同，只是您将变量限制在文件的范围内。 IE。您不能通过 extern 关键字在其他文件中使用此全局变量。

因此，您可以将问题简化为全局变量与 volatile 变量。

现在介绍 volatile:

和const一样，volatile也是类型修饰符。

创建 volatile 关键字是为了防止可能导致代码不正确的编译器优化，特别是在存在异步事件时。

声明为 volatile 的对象可能不会在某些优化中使用。

系统总是在使用 volatile 对象时读取它的当前真实值，即使先前的指令从同一对象请求值也是如此。此外，对象的值在赋值时立即写入。这意味着不会将 volatile 变量缓存到 CPU 寄存器中。

Dr. Jobb's has a great article on volatile .

这是 Jobb 博士文章中的一个示例:

class Gadget
{
public:
    void Wait()
    {
        while (!flag_)
        {
            Sleep(1000); // sleeps for 1000 milliseconds
        }
    }
    void Wakeup()
    {
        flag_ = true;
    }
    ...
private:
    bool flag_;
};

如果编译器发现 Sleep() 是一个外部调用，它会假设 Sleep() 不可能改变变量 flag_ 的值。所以编译器可能会将 flag_ 的值存储在一个寄存器中。在那种情况下，它永远不会改变。但是如果另一个线程调用唤醒，第一个线程仍然在从 CPU 的寄存器中读取。 Wait() 永远不会唤醒。

那么为什么不从不将变量缓存到寄存器中并完全避免这个问题呢？事实证明，这种优化确实可以为您整体节省大量时间。因此 C/C++ 允许您通过 volatile 关键字显式禁用它。

上面的事实 flag_ 是一个成员变量，而不是一个全局变量(也不是静态全局变量)并不重要。即使您正在处理全局变量(和静态全局变量)，示例后的解释也给出了正确的推理。

一个常见的误解是声明变量 volatile 足以确保线程安全。对变量的操作仍然不是原子的，即使它们没有“缓存”在寄存器中

带指针的 volatile :

volatile 与指针，就像 const 与指针一样。

volatile int * 类型的变量表示指针指向的变量是易变的。

int * volatile 类型的变量意味着指针本身是易变的。