线程安全和可重入函数的区别和联系

线程安全函数

概念: 
       线程安全的概念比较直观。一般说来,一个函数被称为线程安全的,当且仅当被多个并发线程反复调用时,它会一直产生正确的结果。 
确保线程安全: 
       要确保函数线程安全,主要需要考虑的是线程之间的共享变量。属于同一进程的不同线程会共享进程内存空间中的全局区和堆,而私有的线程空间则主要包括栈和寄存器。因此,对于同一进程的不同线程来说,每个线程的局部变量都是私有的,而全局变量、局部静态变量、分配于堆的变量都是共享的。在对这些共享变量进行访问时,如果要保证线程安全,则必须通过加锁的方式。
线程不安全的后果: 
       线程不安全可能导致的后果是显而易见的——共享变量的值由于不同线程的访问,可能发生不可预料的变化,进而导致程序的错误,甚至崩溃。

可重入函数
概念: 
      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(也就是当前指令序列)就有可能被打断而去执行另一个函数.而"另一个函数"很有可能是它本身.,如果在这种情况下不会出现问题,比如说数据或状态不会被破坏,行为确定。那么这个函数就被称做"可重入"的.函数是可重入(reentrant)的,是指对于相同的(并且合法的)函数参数(包括无参函数的情况),多次重复调用此函数产生的行为是可预期的,即函数的行为一致,或者结果相同。不能保证这一点的函数称为不可重入(non-reentrant)函数。

确保可重入: 
       要确保函数可重入,需满足以下几个条件: 
       1、不在函数内部使用静态或全局数据 
       2、不返回静态或全局数据,所有数据都由函数的调用者提供。 
       3、使用本地数据,或者通过制作全局数据的本地拷贝来保护全局数据。 
       4、不调用不可重入函数。 
不可重入的后果: 
       不可重入的后果主要体现在象信号处理函数这样需要重入的情况中。如果信号处理函数中使用了不可重入的函数,则可能导致程序的错误甚至崩溃。

可重入与线程安全

       可重入与线程安全并不等同。一般说来,可重入的函数一定是线程安全的,但反过来不一定成立。它们的关系可用下图来表示:

我们可以采用下面的变化过程来进一步说明上图: 
       - 如果一个函数中用到了全局或静态变量,那么它不是线程安全的,也不是可重入的; 
       - 如果我们对它加以改进,在访问全局或静态变量时使用互斥量或信号量等方式加锁,则可以使它变成线程安全的,但此时它仍然是不可重入的,因为通常加锁方式是针对不同线程的访问,而对同一线程可能出现问题;
       - 如果将函数中的全局或静态变量去掉,改成函数参数等其他形式,则有可能使函数变成既线程安全,又可重入。

比如:strtok函数是既不可重入的,也不是线程安全的;加锁的strtok不是可重入的,但线程安全;而strtok_r既是可重入的,也是线程安全的。

时间: 2024-10-03 09:28:17

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概念 重入:即重复调用,函数被不同的流调用,有可能会出现第一次调用还没返回时就再次进入该函数开始下一次调用. 可重入:当程序被多个线程反复执行,产生的结果正确. 如果一个函数只访问自己的局部变量或参数,称为可重入函数. 不可重入:当程序被多个线程反复调用,产生的结果出错. 当函数访问一个全局的变量或者参数时,有可能因为重入而造成混乱,像这样的函数称为不可重入函数. 线性安全:一般来说,一个函数被称为线程安全的,当且仅当被多个并发线程反复调用时,它会一直产生正确的结果. 可重入函数与线程安全的区别

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轻量级进程(LWP)是计算机操作系统中一种实现多任务的方法. 在计算机操作系统中,轻量级进程(LWP)是一种实现多任务的方法.与普通进程相比,LWP与其他进程共享所有(或大部分)它的逻辑地址空间和系统资源:与线程相比,LWP有它自己的进程标识符,优先级,状态,以及栈和局部存储区,并和其他进程有着父子关系:这是和类Unix操作系统的系统调用vfork()生成的进程一样的.另外,线程既可由应用程序管理,又可由内核管理,而LWP只能由内核管理并像普通进程一样被调度.Linux内核是支持LWP的典型例子

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1.可重入函数 可重入函数即表示可以被多个执行流重复进入,意味着只使用自己栈上的变量,可以允许有该函数的多个副本在运行,由于它们使用的是分离的栈,所以不会互相干扰. 一个不可重入函数的例子: int global; int fun( int a ) { int temp; global = a; temp = gloabl*2; return temp; } global是一个全局变量,若进程a运行这段代码传入的参数是2,预期的结果是4:进程b也运行这段代码,传入的参数是3,由于操作系统的进程调