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Tenho visto em alguns códigos em C/C++ declarações como esta:

volatile int i = 0;

Gostaria de saber para que serve o modificador volatile e em que casos devo usá-lo.

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Uma variável volatile indica ao compilador que a variável pode ser modificada sem o conhecimento do programa principal. Dessa forma, o compilador não pode prever com segurança se pode otimizar trechos de programa onde esta variável se encontra.

Por exemplo:

int x = 100;

while(x == 100)
{
// codigo
}

Nesse caso, o compilador verificará que pode fazer essa otimização, pois o valor de x nunca é alterado:

while(true)
{
// codigo
}

O que pode ser visto no assembly gerado:

$LL2@main:   
    jmp SHORT $LL2@main

Enquanto, usando volatile, essa otimização não é feita.

volatile int x = 100;

while(x == 100)
{
// codigo
}

Como pode ser visto no assembly gerado:

$LL2@main:
    cmp DWORD PTR _x$[ebp], 100
    je  SHORT $LL2@main
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Uma variável ou objeto declarado volatile impede o compilador de realizar a otimização no código envolvendo objetos voláteis, garantindo assim que cada atribuição de variável volátil ler o acesso de memória correspondente.

Sem a palavra-chave volatile, o compilador sabe se tal variável não precisa ser relida a partir da memória em cada uso, pois não deve haver qualquer gravações ao seu local de memória de qualquer outro processo ou segmento.

De acordo com o C++11 ISO Standard a palavra-chave volatile serve apenas para uso para acesso ao hardware, não usá-lo para a comunicação inter-thread. Para a comunicação inter-thread, a biblioteca padrão prove o std::atomic<T>.

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