這裏是不穩定的嗎？

Question

編輯和後約翰內斯寶貴的回答，改進我的問題

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(); 
    } 
} 

所以，讓我們忘了同步一會兒。問題是b是否必須被宣佈爲不穩定。我已閱讀標準和排序 - 知道易失性語義的正式定義（我甚至幾乎理解它們，這個詞幾乎就是關鍵）。但是，讓我們在這裏有點不正式。如果編譯器在循環中看到b沒有辦法改變，那麼除非b是易失性的，它可以優化它，並假定它等於while(vb)。問題是，在這種情況下，pf本身是不穩定的，那麼編譯器是否允許假設b在循環中不會改變，即使b不是易失性的？

請不要評論和解答這段代碼的風格，這不是一個現實世界的例子，這是一個實驗性的理論問題。 評論和回答，除了回答我的問題，還解決更詳細的揮發性的語義，你認爲我誤解了非常受歡迎。

我希望我的問題很清楚。 TIA

編輯一次：
這個怎麼樣？

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(); 
    } 
} 

這兩個程序之間有一個主要的區別。如果是，有什麼區別？

Answer 1

問題是，在這種情況下，pf本身就是易失性的，那麼編譯器是否允許假設b在循環中不會改變，即使b不是易失性的？

這不可能，因爲你說pf可能被其他線程改變，而這種改變間接如果b是pf由while循環中調用即可。因此，雖然理論上不需要正常讀取b，但實際上必須讀取它以確定其是否應該短路（當b變成false時，它不能再讀取vb）。

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回答第二個部分

在這種情況下pf不揮發了，所以編譯器可以擺脫它，看到f1有一個空的身體和f2套b爲false。它可以優化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;  
    } 
} 

---

答到舊版本的編譯器被允許優化環路走

一個條件是，循環就不會訪問或修改任何揮發性對象（參見n3126中的[stmt.iter] p5）。你這樣做，所以它不能優化循環。在C++ 03中，編譯器不允許對該循環的非易失性版本進行優化（但編譯器無論如何都是這樣做的）。

請注意，能夠優化它的另一個條件是該循環不包含同步或原子操作。無論如何，在多線程程序中，這應該是存在的。所以，即使你擺脫了volatile，如果你的程序編碼正確，我不認爲編譯器可以完全優化它。如果你認爲你可能會從能不能做到優化受益

Answer 2

揮發性只傷害了你，或者如果它傳達的東西是不正確的。

就你而言，你說這些變量可以被其他線程改變。閱讀代碼時，這是我看到不穩定時的假設，所以從維護者的角度來看，這很好 - 它給了我額外的信息（這是真的）。

我不知道是否優化是值得嘗試的，因爲你說這是不是真正的代碼打撈，但如果他們不那麼有沒有任何理由不使用易揮發。

時，你應該在不正確的行爲的結果，因爲在優化正在改變代碼的含義不使用易揮發。

我擔心編碼標準和編譯器行爲的細節，因爲這樣的事情可能會改變，即使它們不改變，代碼也會改變（這可能會影響編譯器） - 所以，除非你正在尋找對於這個特定代碼的微觀優化改進，我只是讓它變得不穩定。

Answer 3

在這樣的情況下，在當前C++標準中關於volatile的確切要求，據我所知，並不完全由標準定義，因爲標準並沒有真正處理多線程。它基本上是一個編譯器提示。相反，我將解決典型編譯器中發生的情況。

首先，假設編譯器正在獨立編譯你的函數，然後將它們連接在一起。在任何一個例子中，你都有一個循環來檢查一個變量，並調用一個函數指針。在該函數的上下文中，編譯器不知道該函數指針後面的函數會做什麼，因此在調用它之後必須始終從內存中重新加載b。因此，volatile在那裏是不相關的。

擴展，爲你的第一個實際案例，並允許編譯器使整個程序優化，因爲pf是揮發性的編譯器仍然不知道它會在被指向（它甚至不能承擔它要麼f1或f2！），因此也不能對函數指針調用中未修改的內容做任何假設 - 所以volatile在b上仍然不相關。

你的第二個案例實際上是簡單 - vb它是一個紅色的鯡魚。如果消除這種情況，即使在完全單線程語義中，也可以看到函數指針調用可能會修改b。你沒有做任何未定義的行爲，所以程序必須正確運行，而不需要volatile - 記住，如果你不考慮外部線程調整的情況，volatile是沒有操作的。因此，如果圖片中沒有vb，則不可能需要volatile，而且很明顯，添加vb不會發生任何變化。

因此，在總結：你不會在任何情況下需要volatile。不同之處在於，在第一種情況下，如果fp不是易失性的，那麼足夠先進的編譯器可能會優化b，而在第二種情況下甚至不能在程序中的任何地方不發生變化。在實踐中，我不希望任何編譯器會真正地進行優化。