volátil vs. mutável em C ++


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Tenho uma pergunta sobre a diferença entre volátil e mutável. Percebi que os dois significam que ele pode ser alterado. O quê mais? Eles são a mesma coisa? Qual é a diferença? Onde eles são aplicáveis? Por que as duas idéias são propostas? Como usá-los de maneira diferente?

Muito obrigado.

Respostas:


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Um mutablecampo pode ser alterado até mesmo em um objeto acessado por meio de um constponteiro ou referência, ou em um constobjeto, de forma que o compilador saiba que não deve ser armazenado na memória R / O. Uma volatilelocalização é aquela que pode ser alterada por código que o compilador não conhece (por exemplo, algum driver de nível de kernel), então o compilador sabe que não deve otimizar, por exemplo, atribuição de registro desse valor sob a suposição inválida de que o valor "não pode ter alterado "desde que foi carregado pela última vez nesse registro. Informações muito diferentes fornecidas ao compilador para impedir tipos muito diferentes de otimizações inválidas.


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volatileos objetos também podem ser alterados por processos que não envolvem a CPU. Por exemplo, um registro de bytes recebidos em um periférico de comunicação pode incrementar-se no recebimento de um byte (e isso pode até disparar uma interrupção). Outro exemplo é um registro de sinalizadores de interrupções pendentes em um periférico.
Mike DeSimone,

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Além disso, volatilenão significa apenas que o objeto pode mudar fora do conhecimento do compilador - também significa que as gravações no objeto não podem ser eliminadas pelo compilador, mesmo se essas gravações parecerem inúteis. Por exemplo: x = 1; x = 0; se xfor volátil, o compilador deve emitir ambas as operações de gravação (que podem ser significativas no nível do hardware). No entanto, para um objeto não volátil, o compilador pode escolher não se preocupar em escrever o, 1pois ele nunca é usado.
Michael Burr

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Um objeto pode ser marcado com conste volatile! Você não pode alterar o objeto, mas ele pode ser alterado nas suas costas.
CTMacUser

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@Destructor: a situação usual é para gravações em um registro de dispositivo de hardware.
Michael Burr

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@Destructor, digamos que você esteja controlando o status de um LED. Escrever 0 desliga-o, escrever 1 liga-o. Se eu precisar piscar o LED para comunicar algum status de erro, mas o compilador decidir otimizar todas as gravações, exceto a última, já que nenhum dos valores está sendo usado, então o LED nunca pisca e o comportamento que desejo não é realizado .
iheanyi

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mutable: A palavra-chave mutável substitui qualquer instrução const envolvente. Um membro mutável de um objeto const pode ser modificado.

volatile: A palavra-chave volatile é um modificador dependente da implementação, usado ao declarar variáveis, o que impede o compilador de otimizar essas variáveis. Volátil deve ser usado com variáveis ​​cujo valor pode mudar de maneiras inesperadas (ou seja, por meio de uma interrupção), o que pode entrar em conflito com otimizações que o compilador pode realizar.

Fonte


você disse Volatile should be used with variables whose value can change in unexpected waysque deveríamos preferir usá-lo com aleatório?
Asif Mushtaq de

@AsifMushtaq não valores. maneiras. mutável afeta as permissões que o código que você escreve tem. Portanto, você pode acessar a variável por meio de um ptr const ou referência const. E se não for o seu código alterando isso? Algo que o compilador não consegue verificar o tipo de ptr ou de referência? Isso é volátil. E o volátil também força a gravação do cache de volta na memória principal. Portanto, isso é muito usado com código multithread. :)
Dan

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Eles definitivamente NÃO são a mesma coisa. Mutable interage com const. Se você tiver um ponteiro const, normalmente não poderá alterar os membros. Mutable fornece uma exceção a essa regra.

O volátil, por outro lado, não tem nenhuma relação com as mudanças feitas pelo programa. Isso significa que a memória pode mudar por motivos fora do controle do compilador, portanto, o compilador tem que ler ou escrever o endereço da memória todas as vezes e não pode armazenar o conteúdo em um registro.


"Volátil, por outro lado, não tem nenhuma relação com as mudanças feitas pelo programa ..." - hmmm, torne um membro volátil e veja o que quebra durante a compilação. Tentar adicionar voláteis após o fato é muito parecido com tentar adicionar const após o fato ... Doloroso.
jww

@jww: Não tem nenhuma relação com as gravações feitas pelo programa. Você pode pegar o endereço de um objeto do tipo T, armazená-lo em um const T*e ler a partir dele. Se você criar esse objeto volatile, o armazenamento de seu endereço em const T*falhará, mesmo que você nunca tente escrever. volatilee as alterações / modificações / gravações na memória do código do programa são completamente ortogonais.
Ben Voigt de

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Uma maneira rude, mas eficaz de pensar na diferença é:

  • O compilador sabe quando um objeto mutável muda.
  • O compilador não pode saber quando um objeto volátil muda.

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Nesse sentido: volatilebytes_received, mutablereference_count.
Mike DeSimone,

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Uma variável marcada mutablepermite que ela seja modificada em um método declarado const.

Uma variável marcada volatilediz ao compilador que ele deve ler / escrever a variável toda vez que seu código a disser (ou seja, ele não pode otimizar acessos de distância à variável).


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Eu gostaria de acrescentar que volatile também é muito útil ao lidar com aplicativos multithreading, ou seja, você tem seu thread principal (onde main () vive) e você gera um thread de trabalho que continuará girando enquanto uma variável "app_running" é verdadeira. main () controla se "app_running" é verdadeiro ou falso, então, se você não adicionar o atributo volatile à declaração de "app_running", se o compilador otimizar o acesso a "app_running" no código executado pelo thread secundário, principal ( ) pode alterar "app_running" para false, mas o thread secundário continuará em execução porque o valor foi armazenado em cache. Eu vi o mesmo comportamento usando gcc no Linux e VisualC ++. Um atributo "volatile" colocado na declaração "app_running" resolveu o problema. Então,


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Não! Este é um mal-entendido comum. C ++ 11 e C11 introduziram atomics para este propósito stackoverflow.com/questions/8819095/…
KristianR
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