Volatile意味着存储可能在任何时候被改变，而且是在用户程序控制之外被改变。这意味着如果你引用变量，程序应该总是检查物理地址(即映射的输入fifo)，而不是以缓存的方式使用它。

Volatile告诉编译器不要优化与Volatile变量有关的任何东西。

至少有三个常见的原因使用它，所有的情况下，变量的值可以改变，而不需要从可见代码的操作:

当您与改变值本身的硬件进行交互时 当另一个线程运行时也使用了该变量 当有一个可能改变变量值的信号处理程序时。

假设你有一小块硬件被映射到RAM的某个地方，它有两个地址:一个命令端口和一个数据端口:

typedef struct
{
  int command;
  int data;
  int isBusy;
} MyHardwareGadget;

现在你想要发送一些命令:

void SendCommand (MyHardwareGadget * gadget, int command, int data)
{
  // wait while the gadget is busy:
  while (gadget->isbusy)
  {
    // do nothing here.
  }
  // set data first:
  gadget->data    = data;
  // writing the command starts the action:
  gadget->command = command;
}

看起来很简单，但可能会失败，因为编译器可以随意更改数据和命令的写入顺序。这将导致我们的小工具使用之前的数据值发出命令。还可以看看busy循环中的wait。这个会被优化掉。编译器会尽量聪明，只读取一次isBusy的值，然后进入一个无限循环。这不是你想要的。

解决这个问题的方法是将指针gadget声明为volatile。这样编译器就会被强制执行你所写的内容。它不能删除内存赋值，不能在寄存器中缓存变量，也不能改变赋值的顺序

这是正确的版本:

void SendCommand (volatile MyHardwareGadget * gadget, int command, int data)
{
  // wait while the gadget is busy:
  while (gadget->isBusy)
  {
    // do nothing here.
  }
  // set data first:
  gadget->data    = data;
  // writing the command starts the action:
  gadget->command = command;
}

在我看来，你不应该对volatile期望太高。为了说明这一点，看看尼尔斯·派彭布林克(Nils Pipenbrinck)的高票数回答中的例子。

我想说，他的例子并不适用于volatile。Volatile只用于: 阻止编译器进行有用和理想的优化。这与线程安全、原子访问甚至内存顺序无关。

在这个例子中:

    void SendCommand (volatile MyHardwareGadget * gadget, int command, int data)
    {
      // wait while the gadget is busy:
      while (gadget->isbusy)
      {
        // do nothing here.
      }
      // set data first:
      gadget->data    = data;
      // writing the command starts the action:
      gadget->command = command;
    }

gadget->data = gadget->command = command之前的数据仅由编译器在编译后的代码中保证。在运行时，处理器仍然可能根据处理器架构对数据和命令分配进行重新排序。硬件可能会得到错误的数据(假设gadget映射到硬件I/O)。数据和命令分配之间需要内存屏障。

volatile在C语言中实际上是为了不自动缓存变量的值而存在的。它会告诉编译器不要缓存这个变量的值。因此，每次遇到给定的volatile变量时，它都会生成代码从主存中获取它的值。之所以使用这种机制，是因为该值在任何时候都可以被操作系统或任何中断修改。所以使用volatile可以帮助我们每次都重新访问值。

维基上有关于volatile的所有信息:

Volatile(计算机编程)

Linux内核的文档也对volatile做了一个很好的标记:

为什么不应该使用“volatile”类型类

我的简单解释是:

在某些情况下，基于逻辑或代码，编译器会对它认为不会改变的变量进行优化。volatile关键字阻止变量被优化。

例如:

bool usb_interface_flag = 0;
while(usb_interface_flag == 0)
{
    // execute logic for the scenario where the USB isn't connected 
}

从上面的代码中，编译器可能认为usb_interface_flag被定义为0，并且在while循环中它将永远为0。优化后，编译器会一直将其视为while(true)，导致无限循环。

为了避免这种情况，我们将标志声明为volatile，我们告诉编译器这个值可能会被外部接口或程序的其他模块改变，也就是说，请不要优化它。这就是volatile的用例。