C 语言编程 — 线程安全与线程非安全

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线程安全与线程非安全

多线程程序中，线程安全是必须要考虑的因素。

线程安全（Thread Safe）就是在多线程环境中，多个线程在同一时刻对同一份资源（e.g. 寄存器、内存空间、全局变量、静态变量 etc.）进行写操作（读操作不会涉及线程安全的问题）时，不会出现数据不一致。反正，则是线程非安全（None-Thread Safe）的。

为了确保在多线程环境中的线程安全，就要确保数据的一致性，即：线程安全检查。这是一种对资源写操作进行控制的方法论，最简单的方式就是保证多个线程对同一资源的读写顺序，即：加锁机制。

显然，线程安全检查的实现会带来一定的系统开销。相对的，在单线程环境中并不需要考虑线程安全的问题。这就引入了多线程和单线程的执行效率问题，很难一概而论，而是需要针对不同的场景进行性能的测试才可以得出结果。

C 语言的线程非安全函数（不可重入函数）

C语言中大部分函库函数都是线程安全的，但是也有几个常用函数是线程不安全的，也叫不可重入函数。

线程不安全函数原因：是因为这些系统函数使用了某些全局或者静态变量。我们知道，全局变量和静态变量分别对应内存中的全局变量区和静态存储区，这些区域都是可以跨函数跨线程访问的。一旦在多线程环境中使用，在没有加锁的情况下，对同一段内存块进行并发读写，就会造成 Segmentfault/CoreDump 之类的问题。

常见的线程不安全类型有两类：

1. 函数依赖了全局变量，并且会修改全局变量，如 rand() 函数的实现每次调用都会修改和读取一个全局的 INT。
2. 函数返回了静态变量，如 ctime() 函数。

C 语言的不可重入函数汇总：

C 语言常用的多线程库：一般是 pthread，当然也可以使用 GLIB 中的 gthread，上述的线程安全版本可以兼容这两个库开发的多线程程序。