apue学习第十九天（1）——可重入与线程安全（第十二章）

第十二章中的线程属性和同步属性已分在前几篇中说明，本篇继续说第十二章中后面的内容。

首先，reentrancy，可重入的概念【wikipedia：reentrancy】：

In computing, a computer program or subroutine is called reentrant if it can be interrupted in the middle of its execution and then safely called again ("re-entered") before its previous invocations complete execution.

信号处理中有可重入的概念，多线程中也有可重入的概念，在我的理解中它们的本质是一样的，关键在于“re-entered”这个词，它既可以理解为再次进入（信号处理中的中断），也可以理解为多次进入（多线程同时访问），只要“re-”的过程中是safe的，那么它就是reentrant的。

（ps：我查了很多资料，大部分中文资料只停留在表面讲解“可重入”的概念，更有说递归函数就是可重入函数，简直一派胡言！stack overflow上有个perfect的资料，简直就是perfect！【Stack Overflow：What exactly is a reentrant function? http://stackoverflow.com/questions/2799023/what-exactly-is-a-reentrant-function】，如果你有耐心把他说的所有的都看完呢，那肯定会受益匪浅！）

典型的non-reentrant函数有下面特征：

（a）使用静态数据结构

（b）调用malloc或free

（c）使用标准I/O函数

其实，这些关键在于理解，而不在于死记硬背。上面为什么是non-reentrant的？是因为它们有global的结构，使用了lock-based synchronization(基于锁的同步机制)。（【Stack overflow：http://stackoverflow.com/questions/3941271/why-are-malloc-and-printf-said-as-non-reentrant】）

想一想，malloc()使用了global memory，printf()使用了global buffer，我们在“单线程”的环境下，通过下面的例子来了解“lock-based synchronization”为什么是non-reentrant的：

malloc();            //initial call
  lock(memory_lock); //acquire lock inside malloc implementation
signal_handler();    //interrupt and process signal
malloc();            //call malloc() inside signal handler
  lock(memory_lock); //try to acquire lock in malloc implementation
  // DEADLOCK!  We wait for release of memory_lock, but 
  // it won't be released because the original malloc call is interrupted

看，malloc时锁住了memory_lock，中断时，signal_handler又malloc时，又要对memory_lock加锁，产生了死锁！

既然，我们明白了信号处理中的non-reentrant，那我们来看看下面两个概念：async-signal safe（异步信号安全）与thread-safe（线程安全）。

async-signal safe：函数对“异步信号处理程序的重入”是安全的；

thread-safe：函数对“多个线程的重入”是安全的。

好吧，其实完全不必把thread-safe和reentrant的概念混合在一起，这样只会徒增麻烦，我们换一种方式来理解“线程安全”：

thread-safe：如果一个函数在同一个时间点可以被多个线程安全地调用，那么它就是线程安全的。

那么 保证thread-safe的方法有哪些呢？

无论是（a.避免共享状态）re-entrancy、thread-local storage，还是（b.无法避免共享则异步机制）mutual exclusion、atomic operations，都可以保证thread-safe。

看这里【Wikipedia，thread safety：http://en.wikipedia.org/wiki/Thread_safety】。

好啦，关于可重入与线程安全就讲这些~