Ответ.

Ключевое слово volatile сообщает компилятору, что переменная может изменяться неожиданно для компилятора (например, аппаратурой, другой нитью или обработчиком прерывания), и запрещает кэшировать её значение или оптимизировать обращения к ней.

Применяется:

При работе с аппаратными регистрами.
Для переменных, изменяемых в обработчиках прерываний.
Для переменных, используемых в межнитевом взаимодействии (но важно: volatile не гарантирует атомарность или синхронизацию!).

Пример использования:

volatile int flag = 0;

void handler() {
    flag = 1; // обработчик прерывания
}

void loop() {
    while (!flag) {
        // ждём события
    }
    // ...
}

Без volatile компилятор мог бы заменить цикл на бесконечный (не читать flag из памяти), с volatile переменная читается каждый раз из памяти.

Вопрос с подвохом.

Достаточно ли использовать volatile для корректного обмена информацией между потоками?

Частая ошибка — считать, что volatile обеспечивает синхронизацию памяти между потоками и делает операции атомарными.

Правильный ответ:

volatile не защищает от гонок данных в многопоточном окружении и не обеспечивает барьеры памяти: она только говорит компилятору не оптимизировать обращение. Для гарантированной корректности обязательно использовать примитивы синхронизации (mutex, atomic операции и т.п.).

// Это небезопасно!
volatile int ready = 0;

void thread1() {
    data = 123;   // запись данных
    ready = 1;    // сигнал другой нити
}

void thread2() {
    while (!ready); // ожидание события
    printf("data = %d
", data); // возможно data ещё не обновлены!
}

История

В проекте управляющих микроконтроллеров переменная для обмена между главным циклом и обработчиком прерывания не была определена как volatile, из-за чего прошивка иногда зависала — изменения флага не замечались.

В многопоточном сервере использовали volatile для обмена сигналом, думая, что этого достаточно, а в итоге встретили трудноуловимые баги: иногда поток читал неактуальные данные или вообще в неконсистентном состоянии — необходима была атомарная переменная или mutex.

Ошибка при работе с аппаратными регистрами: значение писали/читали без volatile и компилятор оптимизировал обращение, приводя к полному игнорированию новых значений регистров — часть команд не работала.