（一） volatile
1、背景：关于编译器的优化
在线程内, 当读取一个变量时，为提高存取速度，编译器优化时有时会先把变量读取到一个寄存器中；以后再取变量值时，就直接从寄存器中取值；当变量值在本线程里改变时，会同时把变量的新值copy到该寄存器中，以便保持一致。
当变量在因别的线程等而改变了值，该寄存器的值不会相应改变，从而造成应用程序读取的值和实际的变量值不一致。
当该寄存器在因别的线程等而改变了值，原变量的值不会改变，从而造成应用程序读取的值和实际的变量值不一致。
2、作用：volatile 修饰后的变量影响编译器编译的结果,指出，volatile 变量是随时可能发生变化的，与volatile变量有关的运算，不要进行编译优化，以免出错。
例如：下面的例子，j 和k取到的值有可能是不一样的
volatile int i=10;
int j = i;
...
int k = i;
下面是volatile变量的几个例子：
1) 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）
2) 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)
3) 多线程应用中被几个任务共享的变量
回 答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、RTOS等等打交道， 所有这些都要求用到volatile变量。不懂得volatile的内容将会带来灾难。假设被面试者正确地回答了这是问题（嗯，怀疑是否会是这样），我将 稍微深究一下，看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1)一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。
2); 一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。
3); 下面的函数有什么错误：
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}
下面是答案：
1)是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改它。
2); 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。
3) 这段代码有点变态。这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一个volatile型参数，编译器将产生类似下面的代码：
int square(volatile int *ptr)
{
int a,b;
a = *ptr;
b = *ptr;
return a * b;
}
由于*ptr的值可能被意想不到地该变，因此a和b可能是不同的。结果，这段代码可能返不是你所期望的平方值！正确的代码如下：
long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}
嵌入式编程中经常用到 volatile这个关键字，在网上查了下他的用法可以归结为以下两点：
一：告诉compiler不能做任何优化
比如要往某一地址送两指令：
int *ip =...; //设备地址
*ip = 1; //第一个指令
*ip = 2; //第二个指令
以上程序compiler可能做优化而成：
int *ip = ...;
*ip = 2;
结果第一个指令丢失。如果用volatile, compiler就不允许做任何的优化，从而保证程序的原意：
volatile int *ip = ...;
*ip = 1;
*ip = 2;
即使你要compiler做优化，它也不会把两次付值语句间化为一。它只能做其它的优化。这对device driver程序员很有用。
二：表示用volatile定义的变量会在程序外被改变,每次都必须从内存中读取，而不能把他放在cache或寄存器中重复使用。
volatile static int flag=0;
int main(void)
{
...
while⑴
{
if(flag)
dosomething();
}
}
/*Interruptserviceroutine.*/
void ISR_2(void)
{
flag=1;
}
/*由于编译器判断在main函数里面没有修改过flag，因此可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作，
然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“flag副本”,所以如果没有 volatile, dosomething()不会被执行（二）restrict
restrict关键字只能用来修饰指针，表示被定义的指针是访问指针中数据的唯一途径。这一目的是告诉编译器可以进行一些优化。看个例子：
int x = 2;
int *a = (int *) malloc(sizeof(int));
*a = 2;
int *b = &x;
*a += 2;
*b += 2;
x *= 3;
*a += 3;
*b += 3;
编译器进行优化时可以用一条语句代替：*a += 5;这对于a来说是正确的，但如果用*b += 5来优化b是不正确的。因为其他变量影响了结果。因此，当编译器不确定某些因素时，会放弃寻找某个途径进行优化。如果在变量前加上restrict关键字。则告诉编译器可以“放心大胆”的进行优化。但编译器并不会验证你定义为restrict的指针，是否真正是某个数据的唯一访问途径；就像数组的下标越界一样，如果你不遵守规则，编译器并不会指出错误，但后果由你自己负责：）
同样看个有趣的类子：
void change_array(restrict int *array, const restrict int *value,const int size)
{
for(int i=0;i<size;i++)
{
array[i] += *value;
}
}
int main(void)
{
int *array[SIZE] = {1,2,3};
change_array(array,&array[0],SIZE);
for(int i=0;i<SIZE;i++)
{
printf("%d \n",array[i]);
}
}
如果编译器支持优化，运行后的结果是：2 3 4 而不是实际正确的结果：2 4 5 。这是在定义函数时，指明两个指针为restrict，因此编译器进行优化了：在程序调用函数时，将value指针的变量值在寄存器中生成了一个副本。后面的执行都是获取寄存器上的value值。同时可以看出，当你没有遵守restrict定义的指针指向的变量只能通过该指针修改的规则时（函数中 value指针指向的数据，在main调用时，array指针也进行了修改），编译器不会检查。
对于优化来说，volatile是强制性，而restrict是建议性。也就是加了volatile则强制不进行优化，而加入restrict编译器也不一定肯定优化。大部分情况下restrict和什么都不加编译结果相同，restrict只是告诉编译器可以自由地做一些相关优化的假定。同时也告诉调用者仅使用满足restrict定义条件的参数，如果你不遵守，嘿嘿。。。
restrict这个关键字是C99标准加入，在C++中不支持，因此我在VC++中加入restrict关键字编译不了：（