这里是不稳定的吗？

Question

编辑和后约翰内斯宝贵的回答，改进我的问题

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，让我们忘了同步一会儿。问题是b是否必须被宣布为不稳定。我已阅读标准和排序 - 知道易失性语义的正式定义（我甚至几乎理解它们，这个词几乎就是关键）。但是，让我们在这里有点不正式。如果编译器在循环中看到b没有办法改变，那么除非b是易失性的，它可以优化它，并假定它等于while(vb)。问题是，在这种情况下，pf本身是不稳定的，那么编译器是否允许假设b在循环中不会改变，即使b不是易失性的？

请不要评论和解答这段代码的风格，这不是一个现实世界的例子，这是一个实验性的理论问题。 评论和回答，除了回答我的问题，还解决更详细的挥发性的语义，你认为我误解了非常受欢迎。

我希望我的问题很清楚。 TIA

编辑一次：
这个怎么样？

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(); 
    } 
} 

这两个程序之间有一个主要的区别。如果是，有什么区别？

Answer 1

问题是，在这种情况下，pf本身就是易失性的，那么编译器是否允许假设b在循环中不会改变，即使b不是易失性的？

这不可能，因为你说pf可能被其他线程改变，而这种改变间接如果b是pf由while循环中调用即可。因此，虽然理论上不需要正常读取b，但实际上必须读取它以确定其是否应该短路（当b变成false时，它不能再读取vb）。

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回答第二个部分

在这种情况下pf不挥发了，所以编译器可以摆脱它，看到f1有一个空的身体和f2套b为false。它可以优化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;  
    } 
} 

---

答到旧版本的编译器被允许优化环路走

一个条件是，循环就不会访问或修改任何挥发性对象（参见n3126中的[stmt.iter] p5）。你这样做，所以它不能优化循环。在C++ 03中，编译器不允许对该循环的非易失性版本进行优化（但编译器无论如何都是这样做的）。

请注意，能够优化它的另一个条件是该循环不包含同步或原子操作。无论如何，在多线程程序中，这应该是存在的。所以，即使你摆脱了volatile，如果你的程序编码正确，我不认为编译器可以完全优化它。如果你认为你可能会从能不能做到优化受益

Answer 2

挥发性只伤害了你，或者如果它传达的东西是不正确的。

就你而言，你说这些变量可以被其他线程改变。阅读代码时，这是我看到不稳定时的假设，所以从维护者的角度来看，这很好 - 它给了我额外的信息（这是真的）。

我不知道是否优化是值得尝试的，因为你说这是不是真正的代码打捞，但如果他们不那么有没有任何理由不使用易挥发。

时，你应该在不正确的行为的结果，因为在优化正在改变代码的含义不使用易挥发。

我担心编码标准和编译器行为的细节，因为这样的事情可能会改变，即使它们不改变，代码也会改变（这可能会影响编译器） - 所以，除非你正在寻找对于这个特定代码的微观优化改进，我只是让它变得不稳定。

Answer 3

在这样的情况下，在当前C++标准中关于volatile的确切要求，据我所知，并不完全由标准定义，因为标准并没有真正处理多线程。它基本上是一个编译器提示。相反，我将解决典型编译器中发生的情况。

首先，假设编译器正在独立编译你的函数，然后将它们连接在一起。在任何一个例子中，你都有一个循环来检查一个变量，并调用一个函数指针。在该函数的上下文中，编译器不知道该函数指针后面的函数会做什么，因此在调用它之后必须始终从内存中重新加载b。因此，volatile在那里是不相关的。

扩展，为你的第一个实际案例，并允许编译器使整个程序优化，因为pf是挥发性的编译器仍然不知道它会在被指向（它甚至不能承担它要么f1或f2！），因此也不能对函数指针调用中未修改的内容做任何假设 - 所以volatile在b上仍然不相关。

你的第二个案例实际上是简单 - vb它是一个红色的鲱鱼。如果消除这种情况，即使在完全单线程语义中，也可以看到函数指针调用可能会修改b。你没有做任何未定义的行为，所以程序必须正确运行，而不需要volatile - 记住，如果你不考虑外部线程调整的情况，volatile是没有操作的。因此，如果图片中没有vb，则不可能需要volatile，而且很明显，添加vb不会发生任何变化。

因此，在总结：你不会在任何情况下需要volatile。不同之处在于，在第一种情况下，如果fp不是易失性的，那么足够先进的编译器可能会优化b，而在第二种情况下甚至不能在程序中的任何地方不发生变化。在实践中，我不希望任何编译器会真正地进行优化。