线程安全与可重入

Question

最近，我问了一个问题，标题为“ malloc线程安全吗？” ，然后我问：“ malloc是否可重入？”

我的印象是所有重入者都是线程安全的。

这个假设错了吗？

Answer 1

函数可以是可重入的，线程安全的，或者两者均可。

维基百科上有关线程安全性和可重入性的文章非常值得一读。这里有一些引用：

在以下情况下，函数是线程安全的：

它仅以确保多个线程同时安全执行的方式操作共享数据结构。

在以下情况下，函数是可重入的：

它可以在执行过程中的任何时候中断，然后在之前的调用完成执行之前安全地再次调用（“重新输入”）。

作为可能重新进入的示例，维基百科给出了一个设计为由系统中断调用的函数的示例：假设当另一个中断发生时该函数已经在运行。但是不要仅仅因为您不使用系统中断进行编码就认为您是安全的：如果使用回调或递归函数，则在单线程程序中可能会遇到重入问题。

避免混淆的关键是可重入仅指一个正在执行的线程。从不存在多任务操作系统的时代开始就是一个概念。

例子

（从维基百科的文章稍作修改）

示例1：不是线程安全的，不是可重入的

/* As this function uses a non-const global variable without

   any precaution, it is neither reentrant nor thread-safe. */

int t;

void swap(int *x, int *y)

{

    t = *x;

    *x = *y;

    *y = t;

}

示例2：线程安全，不可重入

/* We use a thread local variable: the function is now

   thread-safe but still not reentrant (within the

   same thread). */

__thread int t;

void swap(int *x, int *y)

{

    t = *x;

    *x = *y;

    *y = t;

}

示例3：不是线程安全的，可重入

/* We save the global state in a local variable and we restore

   it at the end of the function.  The function is now reentrant

   but it is not thread safe. */

int t;

void swap(int *x, int *y)

{

    int s;

    s = t;

    t = *x;

    *x = *y;

    *y = t;

    t = s;

}

示例4：线程安全，可重入

/* We use a local variable: the function is now

   thread-safe and reentrant, we have ascended to

   higher plane of existence.  */

void swap(int *x, int *y)

{

    int t;

    t = *x;

    *x = *y;

    *y = t;

}

Answer 2

这取决于定义。例如，Qt使用以下内容：

即使调用使用共享数据，也可以从多个线程同时调用线程安全*函数，因为对共享数据的所有引用都已序列化。

一个可重入函数也可以从多个线程同时调用，但只有当每个调用使用自己的数据。

因此，线程安全函数始终是可重入的，但是重入函数并不总是线程安全的。

通过扩展，如果可以从多个线程安全地调用其成员函数，则该类称为可重入的，只要每个线程使用该类的不同实例即可。如果可以从多个线程安全地调用其成员函数，则该类是线程安全的，即使所有线程都使用该类的相同实例也是如此。

但他们也警告：

注意：多线程域中的术语尚未完全标准化。POSIX使用可重入和线程安全的定义，这些定义对其C API有所不同。当将其他面向对象的C ++类库与Qt一起使用时，请确保理解定义。