c - 具有易失性和非易失性成员的联合的语义是什么？

Question

更具体地说，我有（简化）以下内容：

union foo
    {
    volatile int bits;
    char data[sizeof(int)*CHAR_BIT];
    }

如果我从不访问 的第一sizeof(int)项data，我可以依靠bits按预期工作吗？

Answer 1

基本上将结构的一个字段标记为 volatile 是正确的。但是你必须记住 volatile 关键字的作用。它告诉编译器不要优化对变量的访问。值总是从内存中读取，而不是从寄存器中的副本中读取。

正如您在评论中所写，您正在尝试使内存分配线程安全。不幸的是， volatile 不能保证您可以从多个线程访问它。如果您使用 8 位 CPU，访问整数值不是原子操作，因此您的程序将无法正常工作。

Answer 2

volatile对实现锁毫无用处。我说的不仅仅是理论上；即使在单 CPU/单核环境中，它也会失败并且您将遇到竞争条件。制作真正的原子锁定原语的唯一方法是使用 cpu 的锁定原语（对于 x86，锁定前缀）编写程序集。

实际上，可能有一种方法可以解决问题，volatile但我所知道的唯一这样的锁定机制会占用线程数的O(n)空间，n如果事先不知道可能的线程数，这将变得毫无用处。