volatile和优化
目录
先看你心里的疑问
编译器的“脑回路”长这样
优化 1：把 stop 读一次，存本地变量
那 volatile 在这里干嘛？
那为什么还说 volatile 不适合多线程同步？
再用一个极简版总结帮你记住
先看你心里的疑问
“我让值是 false，我后面改 true 不行？？
什么叫‘这个循环里没人改 stop 啊，那我就当它永远是 false，优化成死循环好了’？？？”
关键点在于：“我后面改 true”这句话，是在哪儿改的？
-
如果是同一个线程、同一个函数里改的，编译器当然看得见。
-
问题是：多线程的时候，常见写法是这样的 👇
// 全局变量
bool stop = false;void worker() {while (!stop) {// 干活}
}int main() {std::thread t(worker);// 过一会儿stop = true; // 想让 worker 线程停下来t.join();
}
-
worker()函数里，没有任何代码修改stop。 -
stop = true在 另一个地方（main 线程）。
重点：编译器在编译 worker() 这个函数时，只看它自己的代码。
它不知道“未来会有别的线程来改 stop”。
编译器的“脑回路”长这样
它看到的是这个函数：
void worker() {while (!stop) {// do something}
}
它会想：
“在这个函数里没人改
stop，
那么stop的值在整个函数执行期间就是不变的。”
于是它“很聪明”地做两件事之一：
优化 1：把 stop 读一次，存本地变量
逻辑相当于：
void worker() {bool tmp = stop; // 第一次读 stopwhile (!tmp) { // 后面全用 tmp，不再去内存读 stop// do something}
}
如果刚开始 stop == false，那 tmp == false，
那这个循环就变成：
while (true) { ... } // 永远不会退出
这就是我说的那句人话：
“诶，这个循环里没人改 stop 啊，那我就当它永远是 false，优化成死循环好了”
注意：它不是“真的写成死循环那样的源码”，
但效果上等价于死循环——因为它只在一开始读了一次 stop。
你在另一个线程里把 stop = true;，
worker 线程根本不再去看内存里的新值，它一直用第一次读到的那个 false。
那 volatile 在这里干嘛？
如果你写：
volatile bool stop = false;void worker() {while (!stop) {// do something}
}
volatile 对编译器说的是：
“这个变量可能会在你看不见的地方被改，
所以 每次用它的时候都要从内存里重新读一遍，
不许：
缓存到寄存器
合并读写
提前读好存起来一直用。”
于是编译器就不敢做“读一次、后面全用本地变量”的优化了，而是类似：
void worker() {while (!stop) { // 每一圈都去内存读一次 stop// do something}
}
这时候：
-
main线程把stop改成true -
worker每圈都重新读，就有机会看到新值，然后退出循环 ✅
到这一步，你就应该明白这句话了：
volatile = 别优化我对这个变量的访问，每次都老老实实从内存读 / 写。
那为什么还说 volatile 不适合多线程同步？
因为多线程的问题不仅是“看不看到新值”，还有：
-
原子性：
比如x++其实是三步：读 → 加一 → 写回。
两个线程一起x++，可能互相踩，少加了。-
volatile int x; x++;
👉 仍然不是原子操作，还是可能出错。
-
-
操作顺序 & 可见性：
多线程里我们关心：-
线程 A 先做了什么
-
线程 B 什么时候能“保证”看到这些修改
这需要 happens-before 关系 / 内存序 去保证。
volatile完全不管这些，只管“别优化访问”。
-
而 std::atomic 就是专门为这些设计的：
-
fetch_add、store、load等操作是原子的。 -
再配合
memory_order（acquire/release/seq_cst）控制线程之间的可见性和顺序。
所以：
-
volatile：只告诉编译器“这变量很特殊，别优化访问”。 -
std::atomic：告诉编译器 + CPU：“这变量要保证多线程下的正确性和同步规则”。
再用一个极简版总结帮你记住
-
为什么会有“当它永远是 false，优化成死循环”的效果？
因为在
worker()这个函数里，编译器看不到任何修改stop的代码，
所以它以为没谁会改它，就只读一次，后面一直用老值。 -
volatile 解决的是啥？
-
“这个变量可能会在你看不见的地方被改”
-
所以你必须每次都从内存读，不能只读一次。
-
-
为什么 volatile 仍然不够？
-
它不保证
x++这种操作是原子的 -
不保证多线程间的先后顺序 / 可见性
-
所以只能作为“防优化、硬件寄存器”的工具，
不是“多线程同步神器”。
-