「易失性」在 C 11 多執行緒中仍然相關嗎？

C 11 中的volatile 變量

C 11 標準中多線程機器模型的引入引發了有關volatile 行為的問題變量，傳統上用於防止可能導致並發環境中未定義行為的最佳化。

在C 98/03 中，記憶體模型中缺乏對多線程的識別意味著編譯器可以優化無法讀取易失性變量，導致臭名昭著的例子：無休止的while 循環等待變量更改其值。

但是，C 11 記憶體模型承認並發存取變數的可能性。這是否意味著 volatile 現已被棄用？

編譯器最佳化與未定義行為

答案在於 C 11 記憶體模型的細微差別。雖然它識別多線程，但它並不能消除在沒有正確同步的情況下訪問變數時出現未定義行為的可能性。即使在多執行緒環境中，對共享變數的非原子存取仍然是未定義的。

volatile int x;
void func() {
x = 0;
while (x = = 0) {}
}

因此，在在我們的範例程式碼中，編譯器仍然可以自由優化while 迴圈中x 的讀取，從而導致未定義的行為。易失性僅影響記憶體訪問，而不影響線程行為。

記憶體屏障和執行緒完整性

執行緒完整性需要適當的同步機制來確保一個執行緒中的寫入對另一個執行緒的可見性。 C 11 記憶體模型專門定義了寫入何時以及如何對其他執行緒可見。易失性不符合此要求。

易失性保證編譯器無法優化從變數讀取的內存，但它不提供有關線程可見性的任何保證。由同步結構（如鎖或原子操作）發出的記憶體屏障對於確保寫入在核心之間同步是必要的。

結論

在 C 11 中，易失性仍然相關用於防止可能導致不正確的記憶體存取的最佳化。然而，這對於多執行緒程式設計來說還不夠。仍然需要適當的同步機制來確保並發環境中執行緒的完整性和定義的行為。

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