[嵌入式]volatile

操作系统获取数据和执行程序的原理

从磁盘读取文件程序存入内存，再从内存获取数据放入CPU的寄存器，让CPU从CPU的这个寄存器中获取数据进行修改或者其他操作。

变量的使用过程：

CPU从内存获取这个变量放入CPU的寄存器中，当需要这个变量时，直接从寄存器中获取变量的值，而不需要再从内存获取，再对这个变量进行操作，相加，修改等，如果修改，修改之后把这个修改的变量值存入变量的内存地址。

这种直接从寄存器获取数据的优化方式会出现的问题：

可能其他线程已经修改了这个变量的值，导致这个变量所在内存的值已经修改。因为没有从内存获取，之后的操作可能是错误的。

普通变量的读和写过程：

读：如果CPU寄存器有，就直接从寄存器读取。

写：将值暂时写入寄存器，不写入内存。

volatile的作用就是告诉编译器，对这个变量的操作，每一次都要直接从内存获取变量进行操作。

读：每一次都要从内存读取。

写：每一次都要直接写入内存。

volatile写有两个作用

被volatile关键字修饰的变量修改时会立即写入主内存
被volatile关键字修饰的变量修改时，其余线程存放的该变量的副本会被置为无效，让其他线程不能操作这个变量的副本，必须从内存中获取
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volatile的可见性

保证共享变量的可见性：保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了这个变量的值，因为新值被立即写入内存，所以这新值对其他线程来说是立即可见的。
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指令重排

计算机在执行程序时，为了提高性能，编译器和处理器的常常会对指令做重排，一般分以下3种:
编译器优化的重排
指令并行的重排
内存系统的重排

指令重排对单线程没有影响

对多线程的影响：

volatile防止指令重排

volatile关键字通过CPU的内存屏障指令实现禁止指令重排。

实现原理：

多线程共享变量

如果是单线程处理同一个变量，不需要volatile,但是如果多线程共享同一个变量就需要volatile修饰