线程安全与可重入编写方法

Posted 2020-11-07 如若

线程安全与可重入编写方法。

1、什么是线程安全
当一个函数被多个线程反复调用的时候，他会一直产生正确的结果，那么这个函数就是线程安全的。线程安全函数解决了多个线程调用函数时访问临界资源的冲突问题。

2、可重入
在多线程或有异常控制流的情况下，当某个函数运行到中途时，控制流有可能被打断去执行另一个函数，而这”另一个函数”有可能是他本身，如果在这种情况下不会出现问题，比如与说数据或状态不被破坏，而且行为可预期，那么这个函数就被称为可重入的。反之，就是不可重入函数 。
简单来说就是：当一个函数被多个线程调用的时候，不会引用任何共享数据，那么这个函数就是可重入的。可重入函数可以在任意时刻被中断，稍后再继续运行，也不会丢失数据。反之就是不可重入。

3、线程安全与可重入的区别于联系
线程安全的根源就在于”共享数据”。所以不共享任何数据的函数(可重入函数)肯定是线程安全的。但是，即使有共享数据，线程安全还可以通过同步与互斥来保证，所以线程安全并不一定是可重入的。

关系如图：

 

可重入是线程安全的一个真子集，可重入一定线程安全，但线程安全不一定可重入。

4、怎样编写可重入函数
关于线程安全，我们可以通过同步与互斥来实现，下面介绍一下编写可重入函数时的规范：
1、不能在函数内部使用静态或全局数据
2、不能返回静态或全局数据，所有数据都有函数的调用者提供
3、使用本地数据、或通过制作全局数据的本地拷贝来保护全局数据。
4、如果必须访问全局变量，利用互斥机制来保护全局变量。
5、不在可重入函数内部调用不可重入函数。、
6、不调用malloc和free函数，因为malloc是用全局链表来管理堆的。
7、不调用了标准I/O函数。标准I/O函数很多都以不可重入的方式实现全局数据结构。

最常见的就是在信号处理函数中不能使用不可重入函数。如果在信号处理函数中使用了不可重入函数，则可能导致程序出现错误甚至崩溃。