線程安全函數概念:
線程安全的概念比較直觀。一般說來,一個函數被稱為線程安全的,當且僅當被多個並發線程反復調用時,它會一直產生正確的結果。
確保線程安全:
要確保函數線程安全,主要需要考慮的是線程之間的共享變量。屬於同一進程的不同線程會共享進程內存空間中的全局區和堆,而私有的線程空間則主要包括棧和寄存器。因此,對於同一進程的不同線程來說,每個線程的局部變量都是私有的,而全局變量、局部靜態變量、分配於堆的變量都是共享的。在對這些共享變量進行訪問時,如果要保證線程安全,則必須通過加鎖的方式。
線程不安全的後果:
線程不安全可能導致的後果是顯而易見的――共享變量的值由於不同線程的訪問,可能發生不可預料的變化,進而導致程序的錯誤,甚至崩潰。
可重入函數概念:
在多線程或有異常控制流的情況下,當某個函數運行到中途時,控制流(也就是當前指令序列)就有可能被打斷而去執行另一個函數.而"另一個函數"很有可能是它本身.,如果在這種情況下不會出現問題,比如說數據或狀態不會被破壞,行為確定。那麼這個函數就被稱做"可重入"的.函數是可重入(reentrant)的,是指對於相同的(並且合法的)函數參數(包括無參函數的情況),多次重復調用此函數產生的行為是可預期的,即函數的行為一致,或者結果相同。不能保證這一點的函數稱為不可重入(non-reentrant)函數。
確保可重入:
要確保函數可重入,需滿足以下幾個條件:
1、不在函數內部使用靜態或全局數據
2、不返回靜態或全局數據,所有數據都由函數的調用者提供。
3、使用本地數據,或者通過制作全局數據的本地拷貝來保護全局數據。
4、不調用不可重入函數。
不可重入的後果:
不可重入的後果主要體現在象信號處理函數這樣需要重入的情況中。如果信號處理函數中使用了不可重入的函數,則可能導致程序的錯誤甚至崩潰。
可重入與線程安全 可重入與線程安全並不等同。一般說來,可重入的函數一定是線程安全的,但反過來不一定成立。它們的關系可用下圖來表示:
我們可以采用下面的變化過程來進一步說明上圖:
- 如果一個函數中用到了全局或靜態變量,那麼它不是線程安全的,也不是可重入的;
- 如果我們對它加以改進,在訪問全局或靜態變量時使用互斥量或信號量等方式加鎖,則可以使它變成線程安全的,但此時它仍然是不可重入的,因為通常加鎖方式是針對不同線程的訪問,而對同一線程可能出現問題;
- 如果將函數中的全局或靜態變量去掉,改成函數參數等其他形式,則有可能使函數變成既線程安全,又可重入。
比如:strtok函數是既不可重入的,也不是線程安全的;加鎖的strtok不是可重入的,但線程安全;而strtok_r既是可重入的,也是線程安全的。