c++ - 这里需要 volatile 吗？

Question

在 Johannes 的宝贵回答后编辑并完善了我的问题

bool b = true;
volatile bool vb = true;    
void f1() { }
void f2() { b = false; }

void(* volatile pf)() = &f1; //a volatile pointer to function

int main()
{
   //different threads start here, some of which may change pf 
   while(b && vb)
   {
      pf();
   }
}

那么，让我们暂时忘记同步。问题是 b 是否必须声明为 volatile。我已经阅读了标准并且知道易变语义的正式定义(我什至几乎理解它们，这个词几乎是关键)。但是，让我们在这里稍微非正式一点。如果编译器发现在循环中没有办法改变 b，除非 b 是可变的，它可以优化它并假设它等同于 while(vb)。问题是，在这种情况下 pf 本身是 volatile 的，那么是否允许编译器假设 b 在循环中不会改变，即使 b 不是 volatile 的？

请避免针对这段代码的风格发表评论和回答，这不是真实世界的例子，这是一个实验性的理论问题。非常欢迎评论和回答，除了回答我的问题外，还更详细地解决了您认为我误解了的 volatile 语义。

我希望我的问题很清楚。时间差

再次编辑:
那这个呢？

bool b = true;
volatile bool vb = true;
void f1() {}
void f2() {b = false;}
void (*pf) () = &f1;

#include <iosrteam>
int main()
{
   //threads here

   while(b && vb)
   {
      int x;
      std::cin >> x;
      if(x == 0)
         pf = &f1;
      else
         pf = &f2;    
      pf();
   } 
}

这两个程序之间是否存在主要区别。如果是，有什么区别？

Answer 1

The question is, in this case pf is itself volatile, so is the compiler allowed to assume that b won't change in the loop even if b is not volatile?

它不能，因为你说 pf 可能会被其他线程更改，如果 pf 是，这会间接更改 b然后由 while 循环调用。所以虽然理论上不需要正常读取b，但实际上必须读取它以确定是否应该短路(当b变为false 它不能再次读取 vb。

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第二部分的答案

在这种情况下 pf 不再是 volatile，所以编译器可以摆脱它并看到 f1 有一个空体和 f2 将 b 设置为 false。它可以优化 main 如下

int main()
{
   // threads here (which you say can only change "vb")

   while(vb)
   {
      int x;
      std::cin >> x;
      if(x != 0)
         break;    
   } 
}

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对旧版本的回答

允许编译器优化循环的一个条件是循环不访问或修改任何 volatile 对象(参见 n3126 中的 [stmt.iter]p5)。你在这里这样做，所以它不能优化循环。在 C++03 中，甚至不允许编译器优化该循环的非 volatile 版本(但编译器还是这样做了)。

请注意，另一个能够优化它的条件是循环不包含同步或原子操作。在多线程程序中，无论如何都应该存在这种情况。因此，即使您摆脱了 volatile，如果您的程序编码正确，我认为编译器也无法完全优化它。