1、restrict

它只可以用于限定指针，告知编译器该指针是访问一个数据对象的唯一且初始的方式。即不存在其它进行修改操作的途径。

主要作用是可以让编译器进行一些优化，生成更高效的目标代码。

看个例子：

int foo(int *a,int *b)
{
	*a = 1;
	*b = 2;
	return *a;
}

int main()
{
	int *p, *q, ret;

	ret = foo(p, q);

	return 0;
}

我们把foo()改为：

int foo(int *restrict a,int *restrict b)
{
	*a = 1;
	*b = 2;
	return *a;
}

可以清楚地看到，编译器对返回值做了优化处理.

之所以前一个例子，返回值要从内存中获取，是因为编译器不确定指针a是不是唯一的一个可以访问到那片内存的指针，又可能还有其他指针访问或修改了那片内存。因此，即使是O2优化，返回值还是从内存中得来的，编译器是要保证百分之百的正确。

后面一个例子，明确告知了编译器，a是唯一访问到a所指向的内存的指针，所以编译器可以放心大胆地直接向寄存器写返回值。

然而，标准里还有这样的话：

If the declaration of intent is not followed and the object is accessed by an independent pointer, this will result in undefined behavior

我们把main函数改成这样：

int foo(int *restrict a,int *restrict b)
{
	*a = 1;
	*b = 2;
	return *a;
}

int main()
{
	int *p, *q, ret;

	ret = foo(p, p);

	return 0;
}

程序得到了错误的结果。

因此，正如李林老师在《Linux环境高级编程》里指出：restrict的限制（只能通过该指针访问），是由程序员来保证的，编译器并不能完全保证。[1]

再如：

int foo(int *restrict a,int *b)
{
	*a = 1;
	*b = 2;
	return *a;
}

未做优化的原因，其实是编译器对指针b的顾虑：万一b也指向的空间和a一样呢？

所以，优化需谨慎

2、volatile

与restrict让编译器优化相反，volatile是阻止编译器优化。简单地说，volatile告诉编译器该被变量除了可被程序修改外，还可能被其他代理、线程修改。因此，当使用volatile 声明的变量的值的时候，系统总是重新从它所在的内存读取数据，而不使用寄存器中的缓存的值。

继续看个例子：

static int flag;

void foo()
{
	flag = 0;
	while (flag < 2) 
		;
}

int main()
{
	foo();
	return 0;
}

注意圈出来的那一行，这是一个死循环，也就是说，flag < 2 这个条件被编译器认为是永真！所以还是这句话，优化需谨慎！

而加上关键字之后：

static volatile int flag;

注意圈出来的那一行：flag的获取是从内存中来的。

这个例子是为了说明volatile能阻止编译器做常量合并、常量传播等优化。

其他的方面的作用可以参考 [2]

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由不同意义；

然而矛盾的是：根据相关的标准（C,C++,POSIX,WIN32)和目前绝大多数实现，对volatile变量的操作并不是原子的，也不能用来为线程建立严格的happens-before关系。[3]

参考资料：

[1]：李林《linux程序设计实践》

[2]：详解volatile

[3]：volatile wiki

C99中的restrict和C89的volatile关键字