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;
}

volatile的边缘用法如下。假设你想计算一个函数f的数值导数:

double der_f(double x)
{
    static const double h = 1e-3;
    return (f(x + h) - f(x)) / h;
}

问题是由于舍入误差，x+h-x通常不等于h。想想看:当你减去非常接近的数字时，你会丢失很多有效的数字，这可能会破坏导数的计算(想想1.00001 - 1)

double der_f2(double x)
{
    static const double h = 1e-3;
    double hh = x + h - x;
    return (f(x + hh) - f(x)) / hh;
}

但是根据您的平台和编译器开关的不同，该函数的第二行可能会被积极优化的编译器删除。所以你可以写

    volatile double hh = x + h;
    hh -= x;

强制编译器读取包含hh的内存位置，从而丧失最终的优化机会。

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。

Volatile也很有用，当你想强制编译器不优化特定的代码序列时(例如编写一个微基准测试)。

volatile的另一个用途是信号处理程序。如果你有这样的代码:

int quit = 0;
while (!quit)
{
    /* very small loop which is completely visible to the compiler */
}

编译器可以注意到循环体没有触及quit变量，并将循环转换为while (true)循环。即使在信号处理程序上为SIGINT和SIGTERM设置了退出变量;编译器无法知道这一点。

但是，如果quit变量被声明为volatile，编译器将被迫每次加载它，因为它可以在其他地方修改。这正是你在这种情况下想要的。