C# コンパイラエラー CS0677: volatile フィールドの型制約について解説

2025-03-29更新日: 2025-03-29

CS0677 は C# のコンパイルエラーで、volatile キーワードを使ったフィールドに許容されない型を指定した場合に発生します。

volatile フィールドには、参照型、unsafe コンテキストでのポインター型、または int や float など決められた数値型のみが利用できます。

例えば、long型は対象外となるためエラーになります。

目次から探す

volatile キーワードの基本と利用条件
CS0677 エラーの発生原因と影響
エラー回避と修正方法
まとめ

volatile キーワードの基本と利用条件

volatile の基本

volatile キーワードは、フィールドが複数のスレッドから同時にアクセスされる場合に、常に最新の値が読み書きされるようコンパイラや CPU に対して注意を促すために使用します。

このキーワードを指定することで、変数の値がキャッシュされずに直接メモリから読み込まれるため、マルチスレッド環境下でのデータ競合を避ける効果があります。

volatile フィールドの利用目的

volatile フィールドは、主に次の目的で利用されます。

複数のスレッドが同じフィールドにアクセスする際、各スレッドが常に最新の値を取得できるようにする
コンパイラによる最適化でメモリアクセスの順序が変更されるのを防止し、正確な動作を保証する

このように、volatile を適切に使用することで、スレッド間の同期に関する簡易な対策が可能になります。

適用可能な型の詳細

すべての参照型と数値型

volatile キーワードは、任意の参照型に対して適用可能です。

また、数値型としては、sbyte、byte、short、ushort、int、uint、char、float、bool といった基本データ型が利用可能です。

さらに、上記の型に基づく列挙型も対象となります。

この制約に基づいて、許容される型であれば安全に volatile を利用できるというメリットがあります。

unsafe コンテキストにおけるポインター型

unsafe コンテキスト内では、ポインター型も volatile として宣言することができます。

ただし、ポインター型の利用はメモリの管理や安全性に細心の注意が必要となるため、適切な使用シナリオでのみ活用することが推奨されます。

unsafe コンテキストを使用する場合は、コンパイラオプションで unsafe を有効にする必要があります。

volatile 適用外の型例

long 型の場合に発生するエラー

例えば、long型は volatile に指定することができません。

このため、以下のようなコードを書いた場合、コンパイラはエラー CS0677 を発生させます。

// エラーが発生するサンプルコード
class TestClass
{
    // long 型は volatile として許容されないためエラーとなる
    private volatile long i; // CS0677 エラー
    public static void Main()
    {
    }
}

上記の例では、long型のフィールドに volatile を付けているため、コンパイラがエラーを検出してコンパイルができません。

実際には、long型を使用する場合は、別の同期手法や許容される型を選択する必要があります。

CS0677 エラーの発生原因と影響

エラー発生のメカニズム

エラー CS0677 は、volatile キーワードを使用したフィールドの型が、C# 言語仕様で許可されている型リストに含まれていない場合に発生します。

コンパイラはフィールドの型に対して型チェックを行い、許可されていない型が使用されていると判断した際にこのエラーを出力します。

コンパイラによる型検証の手法

コンパイラは、フィールドに指定された型が以下の条件を満たすかどうかを検証します。

型がすべての参照型や数値型sbyte、byte、short、ushort、int、uint、char、float、boolのいずれかであるか
型が上記に基づく列挙型であるか
unsafe コンテキストの場合、ポインター型であるか

これらの条件に該当しない型に対して volatile を付与すると、エラー CS0677 が発生する仕組みになっています。

実際のエラー事例とその影響

実際にエラー CS0677 が発生すると、コンパイルが中断されプログラムが実行できなくなります。

以下は、エラー発生時の典型的なコード例です。

// CS0677 エラーとなるサンプルコード
class TestClass
{
    private volatile long i; // 注：コンパイラが CS0677 を報告
    public static void Main()
    {
        // 通常の処理が進む前にコンパイルエラーとなるため実行不可
    }
}

このエラーは、プログラムの実行そのものを妨げ、必要な修正を施さない限りデバッグやテストが行えなくなる影響を及ぼします。

そのため、型の選定や同期制御の方法について事前に検討することが重要です。

エラー回避と修正方法

許容される型の選定方法

エラー CS0677 を回避するためは、volatile キーワードを適用する型が C# 言語仕様で許可されている型かを確認することが第一です。

許容される型は以下の通りです。

すべての参照型
sbyte、byte、short、ushort、int、uint、char、float、bool
上記の型に基づく列挙型
unsafe コンテキスト内ではポインター型

型がこれらに該当する場合にのみ volatile を適用してください。

コード修正の具体例

以下は、long型の代わりに許容される int型を使用してエラーを回避した例です。

また、サンプルコードとして簡単な実行可能プログラムも含んでいます。

using System;
// TestClass クラスは、volatile な int 型のフィールドを利用しています。
class TestClass
{
    // int 型は volatile として許容されるため、エラーが発生しません。
    private volatile int counter;
    public TestClass()
    {
        counter = 0;
    }
    // IncrementCounter 関数で counter の値をインクリメントします。
    public void IncrementCounter()
    {
        counter++;
    }
    // GetCounter 関数で counter の値を取得します。
    public int GetCounter()
    {
        return counter;
    }
    public static void Main()
    {
        TestClass test = new TestClass();
        // 簡単なカウンタの動作を確認するサンプルコード
        test.IncrementCounter(); // counter を 1 にする
        Console.WriteLine("Counter: " + test.GetCounter());
    }
}

Counter: 1

この修正例では、long型ではなく int型を利用することで、volatile キーワードが正常に適用されるように修正しました。

また、IncrementCounter関数や GetCounter関数を通じて、フィールドが適切に更新・参照されることを示しています。

修正後の検証手順

修正後には、以下の手順で検証を行ってください。

コードがコンパイルエラーなくビルドできるか確認する
修正後の実行可能ファイルを実行し、期待通りの出力(サンプルコードの場合は Counter: 1)が得られるか確認する
マルチスレッド環境で volatile 指定の効果を検証するため、適切なシナリオでテストを実施する

以上の検証により、エラー CS0677 を解消し、安全な実装であることを確認できます。

まとめ

本記事では、C#におけるvolatileキーワードの基本的な役割と利用条件について解説しました。

特に、参照型や数値型、unsafeコンテキストでのポインター型が対象となる一方、long型など許容されない型に適用するとCS0677エラーが発生する仕組みを説明しました。

また、エラー回避のための型選定やコード修正手法、検証方法についても具体例とともに示しました。