浅谈C++中的mutable和volatile关键字

1.mutable

在C++中，mutable是为了突破const的限制而设置的。被mutable修饰的变量，将永远处于可变的状态，即使在一个const函数中，甚至结构体变量或者类对象为const，其mutable成员也可以被修改。mutable在类中只能够修饰非静态数据成员。

#include <iostream> 
using namespace std;
class test
{
  mutable int a;
  int b;
public:
  test(int _a,int _b) :a(_a),b(_b){};
  void fun() const            //fun是const 函数，不能修改类的对象的数据成员，但由于a被mutable修饰，可以修改，但不能修改b
  {
    a += b;
  }
  void print()
  {
    cout << a << "," << b << endl;
  }
};

我们知道，如果类的成员函数不会改变对象的状态，那么这个成员函数一般会声明成const的。但是，有些时候，我们需要在const的函数里面修改一些跟类状态无关的数据成员，那么这个数据成员就应该被mutalbe来修饰。

2.volatile

volatile原意是“易变的”，但这种解释简直有点误导人，应该解释为“直接存取原始内存地址”比较合适。“易变”是相对与普通变量而言其值存在编译器(优化功能)未知的改变情况(即不是通过执行代码赋值改变其值的情况)，而是因外在因素引起的，如多线程，中断等。编译器进行优化时，它有时会取一些值的时候，直接从寄存器里进行存取，而不是从内存中获取，这种优化在单线程的程序中没有问题，但到了多线程程序中，由于多个线程是并发运行的，就有可能一个线程把某个公共的变量已经改变了，这时其余线程中寄存器的值已经过时，但这个线程本身还不知道，以为没有改变，仍从寄存器里获取，就导致程序运行会出现未定义的行为。并不是因为用volatile修饰了的变量就是“易变”了，假如没有外因，即使用volatile定义，它也不会变化。而加了volatile修饰的变量，编译器将不对其相关代码执行优化，而是生成对应代码直接存取原始内存地址。

一般说来，volatile用在如下的几个地方：

1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile；

2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile；

3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明，因为每次对它的读写都可能有不同意义；