什么时候需要在 Ruby C 扩展中声明 volatile VALUE？

Question

我找不到太多文档说明何时适合在 Ruby 扩展中将 VALUE 声明为 volatile 以避免过早地对使用中的对象进行垃圾回收。

这是我到目前为止所学到的。有谁可以填空吗？

当volatile不需要时需要使用：

• 在 C++ 对象成员中（因为它们从不在堆栈上？）
• 在不调用 Ruby API 的 C/C++ 方法中（因为在调用 Ruby API 之前 GC 不会打开）

当volatile确实需要使用时

• 在调用任何 Ruby ALLOC 或 malloc 宏/函数的 C/C++ 方法中（因为这些会在内存高度碎片化时触发 GC）
• 在调用任何 Ruby 函数的 C/C++ 方法中（例如，rb_funcall、rb_ary_new 等）

其他避免GC的方法

• 标记正在使用的VALUEs
• 在对象创建期间禁用 GC，然后重新启用它
• 不要使用 Ruby 的分配方式（有风险）

一切都正确吗？我缺少什么细节？除了标记，volatile是唯一的方法吗？

Answer 1

我会说经验法则是，如果您的变量值可以在运行时随时更改并且您不知道何时更改，请使用 volatile 关键字。这包括中断。例如，您有中断回调函数来计算用户在键盘上按下某物的次数。您的程序不知道用户何时按下键盘上的按钮，因此您的计数器变量必须使用 volatile 关键字声明。

如前所述，它禁用了对变量的一些编译器优化。例如：

int a = 5;
while(a == 5){
  //do something
}

编译器将while(a == 5) 语句优化为while(true)，因为它发现变量a 在运行时无法更改，并且在每个循环中检查a 的值是没有用的。所以你最终陷入了无限循环。但是如果你添加关键字volatile:

volatile int a = 5;
while(a == 5){
  //do something
}

您只需告诉编译器保持变量不变。不要对其进行任何优化，一些中断可能会改变它的值。在这方面它工作得很好。

Answer 2

将变量标记为 volatile 会阻止 C/C++ 编译器应用某些优化，这是基于变量不能“自行”更改值的假设。 Wikipedia: Volatile variable

我认为它应该在VALUE 与 C 扩展之外的 Ruby 代码共享或可由 Ruby 代码更改时使用，以使编译器了解这一事实。看看this example。