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线程安全与可重入函数的区别与联系

时间:2016-05-05 17:48:59      阅读:141      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:线程安全与可重入函数的区别与联系

一.对于C语言的函数来说

    在C语言的时代,可重入函数是说当一个函数被不同的线程访问的时候,每一份调用都独自使用自己的一份数据,多次调用之间不存在数据共享。所以C语言的可重入函数一定是线程安全的,因为根本不存在多个线程共享一份数据的问题,也就不会发生访问冲突。可重入函数的要求是函数不访问全局或者静态变量。

    线程安全如果多个线程对同一函数的多次调用之间存在共享数据,所有对共享数据的访问都必须是序列化的,每个线程按先来后到排队访问,也就是不存在同时访问。

二.对于C++的类来说

    C++中,引入了类的概念,也就是引入了类成员函数的线程安全和线程可重入的概念。

    类的成员函数可重入:类的成员函数在被多个线程在不同实例里面访问时,不存在共享数据,也不存在数据冲突。

    类的可重入表示类的所有成员函数都是可重入的。

    类的线程安全:类的同一个实例被线程访问的时候,对数据的操纵是序列化的,不会发生访问冲突。

三.线程安全函数

    (1)概念

        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。

    (2)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。

    (3)线程不安全的后果

        线程不安全可能产生的后果是: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。

四.可重入函数

    (1)概念

        常见的情况是,程序执行到某个函数foo()时,收到信号,于是暂停目前正在执行的函数,转到信号处理函数,而这个信号处理函数的执行过程中,又恰恰也会进入到刚才执行的函数foo(),这样便发生了重入。此时如果函数foo()能够正确的运行,而且处理完成后,之前暂停的foo()也能够正确运行,则说明它是可重入的。

    (2)确保可重入的几个条件

        a.不在函数内部使用静态或者是全局数据;

        b.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;

        c.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;

        d.不调用不可重入函数。

    (3)不可重入的后果

        不可重入的后果主要体现在像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。

五.可重入与线程安全

    可重入与线程安全并不等同。一般来说,可重入的函数一定是线程安全的,但反过来不一定成立。下面进行进一步的说明:

    (1)如果一个函数中遇到了静态或者全局变量,那么它不是线程安全的,也不是可重入的;

    (2)如果我们对它进行改进,在访问全局或是静态变量时使用互斥量或者信号量等方式加锁,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对于不同线程的而访问,而对同一线程可能会出现问题(可重入函数只和函数访问的变量类型有关,和是否使用锁没有关系;而线程安全和使用锁的关系密切,很多时候线程安全是靠锁来保证的);

    (3)如果将函数中的全局或是静态变量去掉,改成函数参数等其他形式,则有可能使函数变成线程安全的,又是可重入的。


    


 


本文出自 “zwy” 博客,请务必保留此出处http://10548195.blog.51cto.com/10538195/1770439

线程安全与可重入函数的区别与联系

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