c - 如果 volatile 对线程没有用，为什么原子操作需要指向 volatile 数据的指针？

Question

我从很多来源读到 the volatile keyword is not helpful in multithreaded scenarios .然而，这种断言不断受到接受 volatile 指针的原子操作函数的挑战。

例如，在 Mac OS X 上，我们有 OSAtomic 函数系列:

SInt32 OSIncrementAtomic(volatile SInt32 *address);
SInt32 OSDrecrementAtomic(volatile SInt32 *address);
SInt32 OSAddAtomic(SInt32 amount, volatile SInt32 *address);
// ...

Windows 上的 volatile 关键字似乎也有类似的用法，用于 Interlocked 操作:

LONG __cdecl InterlockedIncrement(__inout LONG volatile *Addend);
LONG __cdecl InterlockedDecrement(__inout LONG volatile *Addend);

似乎在 C++11 中，原子类型具有带有 volatile 修饰符的方法，这一定意味着 volatile 关键字与原子性。

那么，我错过了什么？为什么 OS 供应商和标准库设计者坚持将 volatile 关键字用于线程目的，如果它没有用的话？

Answer 1

Volatile 对于多线程的共享访问并非毫无用处——只是它不一定足够:

• 它不一定提供可能需要的内存屏障语义；
• 它不提供原子访问保证(例如，如果 volatile 对象大于平台的 native 内存字长)

此外，您还应该注意，示例中 API 的指针参数上的 volatile 限定符实际上只是增加了 API 接收指向 volatile 的指针的能力> 没有提示的对象 - 它不需要指针指向实际的 volatile 对象。该标准允许将非限定指针自动转换为限定指针。标准中未提供自动转向其他方式(指向非限定的限定指针)(编译器通常允许这样做，但会发出警告)。

例如，如果 InterlockedIncrement() 的原型(prototype)为:

LONG __cdecl InterlockedIncrement(__inout LONG *Addend);  // not `volatile*`

API 仍然可以实现以在内部正常工作。但是，如果用户有一个他想要传递给 API 的可变对象，则需要强制转换以防止编译器抛出警告。

由于(无论是否必要)，这些 API 通常与 volatile 限定对象一起使用，将 volatile 限定符添加到指针参数可防止在API 被使用，并且当 API 与指向非 volatile 对象的指针一起使用时不会造成任何损害。