CppCoreGuidelines CP.8 不要通过 volatile 进行同步处理

C++ 核心指南目录

“Don’t try to use volatile for synchronization”

理由

与其他语言不同，在 C++ 中， volatile 不提供原子性操作能力。不能在线程之间同步，不能防止编译器或硬件对指令重排序引起的问题。简单说，就是 volatile 不提供任何并行运算支持。

坏例子

int free_slots = max_slots; // current source of memory for objects

Pool* use()
{
    if (int n = free_slots--) return &pool[n];
}

这里，我们遇到一个问题：在单线程环境下，这段代码没有任何问题。但是如果多个线程执行这段代码，就会在 free_slots 这个变量上出现数据竞争情况。两个线程可能从 free_slots 得到一样的数值。所以，熟悉其他编程语言的人，可能会通过以下方法解决这个问题：

volatile int free_slots = max_slots; // current source of memory for objects

Pool* use()
{
    if (int n = free_slots--) return &pool[n];
}

然而，这样做并不能达到同步的效果：数据竞争仍然存在！

C++ 提供的机制是 atomic 类型：

atomic<int> free_slots = max_slots; // current source of memory for objects

Pool* use()
{
    if (int n = free_slots--) return &pool[n];
}

现在，这个操作是原子操作，而非分步骤的：读取-自减-写入，不然在操作过程中，其他线程可能在其中插入进行操作。

其他情况

在复杂的例子中可以使用 mutex