从 C++11 开始，volatile 在并发编程中的用处

Question

我已阅读 this 和 this 的答案。我还搜索了C++ Concurrency in Action 这本书，发现没有关于volatile 的讨论，也没有任何使用它的示例。看起来它根本不是为并发而设计的。那么对于并发编程，只使用 atomic、mutex 等就足够了，而忘记了volatile？并发问题可能需要volatile 的任何情况？

Answer 1

不，在 C++ 中，volatile 关键字告诉编译器不得以任何方式优化变量的形状或形式。这在处理可以从您自己的代码外部更改的内存时非常有用，例如自定义板上的硬件寄存器。
有关 volatile 的更深入指南，您应该阅读 Volatile vs. volatile By Herb Sutter

Answer 2

volatile 和atomic 是两个正交的概念。所以它们的组合改变了程序语义，否则它们就不是正交的！

原子性 对排序造成限制（包括读写的原子性）。

波动性会限制对变量的访问的可省略性。

volatile 不会导致线程之间的任何排序，但它仍然有用。考虑这个程序，它显示一个进度条，计算在一个线程中执行，而另一个线程负责图形：

//thread A
extern std::atomic<int> progress;
//
void compute(){
  progress=0;
  //do something;
  progress=1;
  //do something;
  progress=2;
  //[...] a 100 time.
  }

在函数compute 中，编译器注意到progress 从未被读取，而是被多次写入。因此它可以将代码优化为：

void compute(){
  //do many thing;
  progress=100;
  }

通过声明volatile atomic<int> progress;，所有写入都不会被折叠，并且内存顺序将确保在所有这些写入之间执行操作。

另见：

• N4455 No Sane Compiler Would Optimize Atomic

• P0063R1: When Should Compiler Optimize Atomics，我的例子来自哪里。