原文參考鏈接1：https://www.cnblogs.com/Neddy/archive/2012/02/02/2335343.html
原文參考鏈接2：https://blog.csdn.net/qq_40334837/article/details/80319419
一個定義爲volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會去假設這個變量的值了。精確地說就是，優化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值，而不是使用保存在寄存器裏的備份；也就說強制訪問內存操作，防止編譯器去優化，告訴編譯器每次必須去內存中取值，而不是寄存器或緩存中。下面是volatile變量的幾個例子：
1). 並行設備的硬件寄存器（如：狀態寄存器）
2). 一箇中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)
3). 多線程應用中被幾個任務共享的變量
回答不出這個問題的人是不會被僱傭的。我認爲這是區分C程序員和嵌入式系統程序員的最基本的問題。嵌入式系統程序員經常同硬件、中斷、RTOS等等打交道，所用這些都要求volatile變量。不懂得volatile內容將會帶來災難。
假設被面試者正確地回答了這是問題（嗯，懷疑這否會是這樣），我將稍微深究一下，看一下這傢伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1). 一個參數既可以是const還可以是volatile嗎？解釋爲什麼。
2). 一個指針可以是volatile 嗎？解釋爲什麼。
3). 下面的函數有什麼錯誤：
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}
下面是答案：
1). 是的。一個例子是隻讀的狀態寄存器。它是volatile因爲它可能被意想不到地改變，是內部機制變化造成，而不是你的程序改變了它，而是操作系統把你的程序轉成彙編語言時編譯器另外加的彙編改變了它，它是const因爲你寫的程序部分不應該試圖去修改它
2). 是的。儘管這並不很常見。一個例子是當一箇中服務子程序修該一個指向一個buffer的指針時。 防止編譯器去優化，告訴編譯器每次必須去內存中取值，而不是寄存器或緩存中
3). 這段代碼的有個惡作劇。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方，但是，由於*ptr指向一個volatile型參數，編譯器將產生類似下面的代碼：
int square(volatile int *ptr)
{
int a,b;
a = *ptr;
b = *ptr;
return a * b;
}
由於*ptr的值可能被意想不到地該變，因此a和b可能是不同的。結果，這段代碼可能返不是你所期望的平方值！正確的代碼如下：
long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}
volatile對應的變量可能在你的程序本身不知道的情況下發生改變 。比如多線程的程序，共同訪問的內存當中，多個程序都可以操縱這個變量 ，你自己的程序，是無法判定何時這個變量會發生變化 ，就像操作系統對線程的調度，內部調度機制在處理，所以有些變量程序本身是無法預測的
講講我的理解： （歡迎打板子...~~！）
關鍵在於兩個地方：
1. 編譯器的優化 (請高手幫我看看下面的理解)
在本次線程內, 當讀取一個變量時，爲提高存取速度，編譯器優化時有時會先把變量讀取到一個寄存器中；以後，再取變量值時，就直接從寄存器中取值； 當變量值在本線程裏改變時，會同時把變量的新值copy到該寄存器中，以便保持一致 。當變量在因別的線程等而改變了值，該寄存器的值不會相應改變，從而造成應用程序讀取的值和實際的變量值不一致 。當該寄存器在因別的線程等而改變了值，原變量的值不會改變，從而造成應用程序讀取的值和實際的變量值不一致 。舉一個不太準確的例子：發薪資時，會計每次都把員工叫來登記他們的銀行卡號；一次會計爲了省事，沒有即時登記，用了以前登記的銀行卡號；剛好一個員工的銀行卡丟了，已掛失該銀行卡號；從而造成該員工領不到工資 ：
員工 －－ 原始變量地址
銀行卡號 －－ 原始變量在寄存器的備份
2. 在什麼情況下會出現
1). 並行設備的硬件寄存器（如：狀態寄存器）
2). 一箇中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)
3). 多線程應用中被幾個任務共享的變量
補充： volatile應該解釋爲“直接存取原始內存地址”比較合適，“易變的”這種解釋簡直有點誤導人； “易變”是因爲外在因素引起的，象多線程，中斷等，並不是因爲用volatile修飾了的變量就是“易變”了，假如沒有外因，即使用volatile定義，它也不會變化； 而用volatile定義之後，其實這個變量就不會因外因而變化了，可以放心使用了；
－－－－－－－－－－－－簡明示例如下：－－－－－－－－－－－－－－－－－－
volatile關鍵字是一種類型修飾符，用它聲明的類型變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改，比如：操作系統、硬件或者其它線程等。遇到這個關鍵字聲明的變量，編譯器對訪問該變量的代碼就不再進行優化，從而可以提供對特殊地址的穩定訪問。
使用該關鍵字的例子如下：
int volatile nVint;
>>>>當要求使用volatile 聲明的變量的值的時候，系統總是重新從它所在的內存讀取數據，即使它前面的指令剛剛從該處讀取過數據。而且讀取的數據立刻被保存。
例如：
volatile int i=10;
int a = i;
...
//其他代碼，並未明確告訴編譯器，對i進行過操作
int b = i;
>>>>volatile 指出 i是隨時可能發生變化的，每次使用它的時候必須從i的地址中讀取，因而編譯器生成的彙編代碼會重新從i的地址讀取數據放在b中。而優化做法是，由於編譯器發現兩次從i讀數據的代碼之間的代碼沒有對i進行過操作，它會自動把上次讀的數據放在b中。而不是重新從i裏面讀。這樣以來，如果i是一個寄存器變量或者表示一個端口數據就容易出錯，所以說volatile可以保證對特殊地址的穩定訪問。
>>>>注意，在vc6中，一般調試模式沒有進行代碼優化，所以這個關鍵字的作用看不出來。下面通過插入彙編代碼，測試有無volatile關鍵字，對程序最終代碼的影響：
>>>>首先，用classwizard建一個win32 console工程，插入一個voltest.cpp文件，輸入下面的代碼：
>>
＃i nclude <stdio.h>
void main()
{
int i=10;
int a = i;
printf("i= %d",a);
//下面彙編語句的作用就是改變內存中i的值，但是又不讓編譯器知道
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 20h
}
int b = i;
printf("i= %d",b);
}
然後，在調試版本模式運行程序，輸出結果如下：
i = 10
i = 32
然後，在release版本模式運行程序，輸出結果如下：
i = 10
i = 10
輸出的結果明顯表明，release模式下，編譯器對代碼進行了優化，第二次沒有輸出正確的i值。下面，我們把 i的聲明加上volatile關鍵字，看看有什麼變化：
＃i nclude <stdio.h>
void main()
{
volatile int i=10;
int a = i;
printf("i= %d",a);
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 20h
}
int b = i;
printf("i= %d",b);
}
分別在調試版本和release版本運行程序，輸出都是：
i = 10
i = 32
這說明這個關鍵字發揮了它的作用！
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
volatile對應的變量可能在你的程序本身不知道的情況下發生改變
比如多線程的程序，共同訪問的內存當中，多個程序都可以操縱這個變量
你自己的程序，是無法判定合適這個變量會發生變化
還比如，他和一個外部設備的某個狀態對應，當外部設備發生操作的時候，通過驅動程序和中斷事件，系統改變了這個變量的數值，而你的程序並不知道。
對於volatile類型的變量，系統每次用到他的時候都是直接從對應的內存當中提取，而不會利用cache當中的原有數值，以適應它的未知何時會發生的變化，系統對這種變量的處理不會做優化——顯然也是因爲它的數值隨時都可能變化的情況。
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典型的例子
for ( int i=0; i<100000; i++);
這個語句用來測試空循環的速度的
但是編譯器肯定要把它優化掉，根本就不執行
如果你寫成
for ( volatile int i=0; i<100000; i++);
它就會執行了。
volatile的本意是“易變的” ，由於訪問寄存器的速度要快過RAM，所以編譯器一般都會作減少存取外部RAM的優化。比如：
static int i=0;
int main(void)
{
...
while (1)
{
if (i) dosomething();
}
}
/* Interrupt service routine. */
void ISR_2(void)
{
i=1;
}
程序的本意是希望ISR_2中斷產生時，在main當中調用dosomething函數，但是，由於編譯器判斷在main函數裏面沒有修改過i，因此 可能只執行一次對從i到某寄存器的讀操作，然後每次if判斷都只使用這個寄存器裏面的“i副本”，導致dosomething永遠也不會被
調用。如果將將變量加上volatile修飾，則編譯器保證對此變量的讀寫操作都不會被優化（肯定執行）。此例中i也應該如此說明。
一般說來，volatile用在如下的幾個地方：
1、中斷服務程序中修改的供其它程序檢測的變量需要加volatile；
2、多任務環境下各任務間共享的標誌應該加volatile；
3、存儲器映射的硬件寄存器通常也要加volatile說明，因爲每次對它的讀寫都可能由不同意義； 另外，以上這幾種情況經常還要同時考慮數據的完整性（相互關聯的幾個標誌讀了一半被打斷了重寫），在1中可以通過關中斷來實現，2中可以禁止任務調度，3中則只能依靠硬件的良好設計了。
補充：
1.寄存器變量：C語言中可以使用寄存器來優化程序性能，將一個常用變量聲明成寄存器變量：resgister int i；如果可能的話，編譯器會爲他分配一個單獨額寄存器，那函數執行期間對這個變量的操作全是對寄存器操作，就不用頻繁去訪問內存，讀來讀去，自然提高了程序的性能
2.C/C++多線程編程中不要使用volatile。
（注：這裏的意思指的是指望volatile解決多線程競爭問題是有很大風險的，除非所用的環境系統不可靠纔會爲了保險加上volatile，或者是從極限效率考慮來實現很底層的接口。這要求編寫者對程序邏輯走向很清楚纔行，不然就會出錯）
C++11標準中明確指出解決多線程的數據競爭問題應該使用原子操作或者互斥鎖。
C和C++中的volatile並不是用來解決多線程競爭問題的，而是用來修飾一些因爲程序不可控因素導致變化的變量，比如訪問底層硬件設備的變量，以提醒編譯器不要對該 變量的訪問擅自進行優化。
簡單的來說，對訪問共享數據的代碼塊加鎖，已經足夠保證數據訪問的同步性，再加 volatile完全是多此一舉。如果光對共享變量使用volatile修飾而在可能存在競爭的操作中不加鎖或使用原子操作對解決多線程競爭沒有任何卵用， volatile並不能保證操作的原子性，在讀取、寫入變量的過程中仍然可能被其他線程打斷導致意外結果發生。