C语言中volatile关键字的作用和使用场景是什么？

volatile 关键字作用：

1. 防止编译器优化

   • 告诉编译器该变量可能被意外修改
   • 禁止对 volatile 变量的访问进行优化
   • 每次访问都从内存中读取最新值

2. 保证内存可见性

   • 确保多线程或中断环境下的数据一致性
   • 防止寄存器缓存导致的读取延迟

典型使用场景：

1. 硬件寄存器访问

c
volatile uint32_t *status_reg = (uint32_t*)0x40000000;
while (*status_reg & 0x01) {
    // 等待硬件状态变化
}

1. 多线程共享变量

c
volatile int flag = 0;

void thread1() {
    flag = 1;  // 通知其他线程
}

void thread2() {
    while (!flag) {
        // 等待标志变化
    }
}

1. 中断服务程序

c
volatile int interrupt_flag = 0;

void ISR() {
    interrupt_flag = 1;
}

int main() {
    while (!interrupt_flag) {
        // 主循环等待中断
    }
}

1. 信号处理

c
volatile sig_atomic_t signal_received = 0;

void handler(int sig) {
    signal_received = 1;
}

注意事项：

1. volatile 不是原子操作

   • 不保证多线程安全
   • 需要配合锁机制使用

2. 性能影响

   • 频繁访问可能降低性能
   • 仅在必要时使用

3. 不能替代同步机制

   • 不提供互斥访问保证
   • 不解决竞态条件问题