【Linux操作系统】可重入函数与线程安全的联系

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可重入vs线程安全

• 线程安全：多个线程并发同一段代码时，不会出现不同的结果。常见对全局变量或者静态变量进行操作，并且没有锁保护的情况下，往往会出现该问题。
• 重入：同一个函数被不同的执行流调用，当前一个流程还没有执行完，就有其他的执行流再次进入，我们称之为重入。一个函数在重入的情况下，运行结果不会出现任何不同或者任何问题，则该函数被称为可重入函数，否则，是不可重入函数。可重入函数是引起线程安全的可能性之一。

常见的线程不安全的情况

• 不保护共享变量的函数。
• 函数状态随着被调用，状态发生变化的函数（例如函数中的static静态变量）。
• 返回静态变量指针的函数。
• 调用线程不安全的函数（同时函数也是可以嵌套的，所以当一个函数嵌套调用了一个线程不安全的的函数，那么该函数也是有安全问题的）。

常见的线程安全的情况

• 每个线程对全局变量或者静态变量只有读取权限，而没有写入权限。
• 类或者接口对于线程来说都是原子操作（比如申请锁，释放锁）。
• 多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性。

常见的不可重入的情况

• 调用了malloc/free函数，因为malloc函数是用全局链表来管理堆空间的。
• 调用了标准IO库（包含输入输出流，缓冲区等）函数，标准IO库的很多实现都以不可重入的方式使用全局数据结构。
• 可重入函数体内使用了静态的数据结构。

常见的可重入的情况

• 不使用全局变量或静态变量。
• 不适用malloc或者new开辟出空间。
• 不调用不可重入函数。
• 不返回静态或者全局数据，所有数据都由函数的调用者提供。
• 使用本地数据，或者提供制作全局数据的本地拷贝来保护全局数据。

可重入与线程安全的联系

• 函数是可重入的，那就是线程安全的。
• 函数是不可重入的，那就不能由多个线程使用，有可能引发线程安全问题。
• 如果一个函数中有全局变量，那么这个函数既不是线程安全的也不是可重入函数。

可重入与线程安全的区别

• 可重入函数是线程安全函数的一种。
• 线程安全不一定是可重入的，而可重入函数则一定是线程安全的。
• 如果对临界资源的访问加上锁，则这个函数就是线程安全的，但如果这个重入函数锁还未释放则会产生死锁，因此是不可重入的。