線程安全與可重入函數

    在以前的博文中有說過線程，線程是一個執行流，一個指令序列，一個指令分支，爲了共享資源而產生的線程，但只要是資源，都會出現資源的數目與操做安全問題，因此在線程這一塊，設計了信號量，條件變量，各類鎖，來保證資源的訪問獨佔性與原子性。

    什麼是線程安全？

      線程安全指的是在多線程訪問狀況下，保證線程對臨界資源的操做原子性，在臨界區中，不容許其餘的線程進行插入訪問形成了數據的亂序佔用而修改，產生邏輯結果不一致的問題。

      線程不安全就是不提供數據訪問保護，出現多個線程前後更改數據形成髒數據。

    其實對於線程安全簡單來講，就是保證在多線程狀況下，咱們進行的操做，不管是否控制臨界區的插入訪問，只要保證數據邏輯結果的原子性就是線程安全的，但若出現數據的亂序操做或者中斷操做，達不到預期的結果則就是線程不安全的。

    那麼對於線程安全來講，咱們經過各類控制臨界區的執行權限來進行限制，能夠閱讀以前的博文來進行線程的同步與互斥，線程自己就是爲了共享資源而產生，利用同步與互斥來進行任務邏輯上的運行，既保證協同，有保證邏輯獨有。

    

    線程就是一個執行流，一個指令序列，一個指令分支，也就是一個函數。那麼對於函數而言，存在着不須要進行互斥控制的狀況，也就是在多線程狀況下，不管線程之間是如何運行插入修改，都可以保證數據的正確性，就是可重入函數。信號捕捉也是進行函數的操做，因此信號跟線程在原理上是類似的。

   

先舉一個不可重入函數的例子：

 

針對這張圖片，咱們來分析一下他的過程。

1. 在insert函數中，咱們很明顯的知道，他是一個頭插的函數，
   

2. 而後在insert函數執行之中，假若在p->next = head以後，head = p以前產生了一個信號捕捉，或者同時運行多個線程，在多個線程之中，線程中斷插入在這之間，就會出現圖片上的結果。

3. 也就是咱們要達到的目的是咱們要插入2個數據，可是卻只插入了一個數據，另一個數據出現了空間浪費，目的不達到，併產生了髒數據。

    insert函數被不一樣的控制流程調用,有可能在第一次調用還沒返回時就再次進入該函數,這稱爲重入,insert函數訪問一個全局鏈表,有可能由於重入而形成錯亂,像這樣的函數稱爲不可重入函數,反之,若是一個函數只訪問本身的局部變量或參數,則稱爲可重入(Reentrant) 函數。

    

爲何兩個不一樣的控制流程調用同一個函數,訪問它的同一個局部變量或參數就不會形成錯亂?

    在線程之中，線程雖然強調資源共享，可是他們的棧倒是獨有的，因此訪問它的同一個局部變量或參數就不會形成錯亂。

不可重入函數的條件：

調用了malloc或free,由於malloc也是用全局鏈表來管理堆的。

調用了標準I/O庫函數。標準I/O庫的不少實現都以不可重入的方式使用全局數據結構。

SUS規定有些系統函數必須以線程安全的方式實現,這裏就不列了。

總結：

    對於線程安全來講，就是保證在多線程邏輯環境下的數據操做不產生反作用影響，從而出現了各類保證線程安全的操做，條件變量，信號量，各類鎖。

    線程其實是一個指令序列，一個執行流，一個函數。因此對於線程之中，若在多線程環境下不論怎麼中斷插入，都不影響數據邏輯的函數叫作可重入函數。