可重入性和线程安全性

可重入性和线程安全性都与该函数如何处理资源有关. 但是，它们是不同的:

重入函数既不会在连续调用中存储静态数据，也不会返回指向静态数据的指针. 对于此类功能，调用者将提供该功能所需的所有数据，例如指向任何工作区的指针. 这意味着对一个函数的多个并发调用不会互相干扰.

注意: 可重入函数不能调用非可重入函数.

线程安全功能使用锁来保护共享资源，以防止并发访问它们. 线程安全仅涉及功能的实现方式，而不涉及其外部接口. 在C语言中，局部变量在堆栈上动态分配. 因此，任何不使用静态数据或其他共享资源的函数通常都是线程安全的.

在ARM库中，函数可能是线程安全的，如下所示:

某些函数永远都不是线程安全的，例如setlocale（）

某些函数本质上是线程安全的，例如memcpy（）

通过实现_mutex_ *函数，可以使某些函数（例如malloc（））成为线程安全的

其他函数仅在传递适当的参数（例如tmpnam（））时才是线程安全的.

如果应用程序以隐藏方式（例如，使用语言助手功能）使用ARM库，则可能会出现线程问题.

线程安全功能

calloc（），

free（），

malloc（），

realloc（）

如果实现了_mutex_ *函数，则堆函数是线程安全的.

在所有线程之间共享一个堆，并使用互斥锁避免在并发访问期间破坏数据. 每个堆实现负责其自己的锁定. 如果您提供自己的分配器，它也必须锁定. 这样，它可以执行精细锁定（如果需要），而不是简单地使用单个互斥对象保护整个堆（扩展锁定）.

__ alloca（），

__ alloca_finish（），

__ alloca_init（），

__ alloca_initialize（）

如果实现了_mutex_ *函数，则alloca函数是线程安全的.

每个线程的alloca状态包含在__user_perthread_libspace块中. 这意味着多个线程不会冲突.

请注意，alloca函数也使用堆. 但是堆函数都是线程安全的.

abort（），

raise（），

signal（），

fenv.h

ARM信号处理功能和FP异常捕获是线程安全的.

信号处理程序和FP捕获设置是整个过程中的全局设置，并受锁保护. 这样，即使多个线程同时调用signal（）或fenv.h函数，数据也不会被损坏. 但是请注意，该调用会影响所有线程，而不仅是调用线程.

clearerr（），fclose（），

feof（），ferror（），fflush（），

fgetc（），fgetpos（），fgets（），

fopen（），fputc（），fputs（），

fread（），freopen（），fseek（），

fsetpos（），ftell（），fwrite（），

getc（），getchar（），gets（），

perror（），putc（），putchar（），

puts（），rewind（），setbuf（），

setvbuf（），tmpfile（），tmpnam（），

ungetc（）

如果实现了_mutex_ *函数，则stdio库是线程安全的.

每个单独的流都受锁保护，因此两个线程可以打开并单独使用自己的stdio流，而不会互相干扰.

如果两个线程必须读取或写入同一流，则fgetc（）和fputc（）级别的锁定可以防止数据损坏，但是，每个线程的单个字符输出可能会交叉，因此很容易引起混乱.

请注意，tmpnam（）也包含一个静态缓冲区，但仅在参数为NULL时使用. 为了确保tmpnam（）的使用是线程安全的，您应该提供自己的缓冲区空间.

fprintf（），printf（），

vfprintf（），vprintf（），fscanf（），

scanf（）

使用这些功能时:

标准C printf（）和scanf（）函数使用stdio，因此是线程安全的.

如果在多线程程序中调用标准C printf（），则其语言环境可能会更改.

clock（）clock（）包含程序静态数据，该数据在启动时写入一次，以后只能读取. 因此，clock（）是线程安全的，但前提是在初始化库时没有其他线程在运行.

errno（）

errno是线程安全的.

每个线程在__user_perthread_libspace块中存储自己的errno. 这意味着每个线程可以单独调用errno设置函数，然后检查errno，而不必担心会受到其他线程的影响.

atexit（）

atexit（）维护的退出函数列表是该进程的全局变量，并受锁保护.

在最坏的情况下，如果多个线程调用atexit（），则无法保证退出函数的调用顺序.

abs（），acos（），asin（），atan（），

atan2（），atof（），atol（），atoi（），

bsearch（），ceil（），cos（），

cosh（），difftime（），div（），

exp（）禁止跨线程调用安全，fabs（），floor（），

fmod（），frexp（），labs（），

ldexp（），ldiv（），log（），

log10（），memchr（），memcmp（），

memcpy（），memmove（），memset（），

mktime（），modf（），pow（）禁止跨线程调用安全，

qsort（），sin（），sinh（），

sqrt（），strcat（），strchr（），

strcmp（），strcpy（），strcspn（），

strlcat（），strlcpy（），strlen（），

strncat（），strncmp（），strncpy（），

strpbrk（），strrchr（），strspn（），

strstr（），strxfrm（），tan（），tanh（）

这些函数本质上是线程安全的.

longjmp（），setjmp（）

尽管setjmp（）和longjmp（）将数据保存在__user_libspace中，但它们都调用了线程安全的__alloca_ *函数.

remove（），rename（），time（）

这些功能使用中断与ARM调试环境进行通信. 通常，必须针对实际应用重新实现这些功能.

snprintf（），sprintf（），

vsnprintf（），vsprintf（），sscanf（），

isalnum（），isalpha（），iscntrl（），

isdigit（），isgraph（），islower（），

isprint（），ispunct（），isspace（），

isupper（），isxdigit（），tolower（），

toupper（），strcoll（），strtod（），

strtol（），strtoul（），strftime（）

使用这些函数时，这些基于字符串的函数将读取语言环境. 通常，它们是线程安全的. 但是，如果您在会话期间更改语言环境，则必须确保这些功能不受影响.

基于字符串的函数不依赖于stdio库，例如sprintf（）和sscanf（）.

函数stdin，stdout，stderr是线程安全的.

FP状态字

FP状态字可以在多线程环境（甚至软件浮点）中安全使用. 其中，每个线程的状态字都存储在其自己的__user_perthread_libspace块中.

注意

请注意，在硬件浮点中，FP状态字存储在VFP寄存器中. 在这种情况下，线程切换机制必须为每个线程保留该寄存器的单独副本.

非线程安全功能

setlocale（）

语言环境设置是所有线程的全局设置，并且不受锁保护. 如果两个线程调用setlocale（），则可能会发生数据损坏. 另外，许多其他函数读取当前的语言环境设置，例如strtod（）和sprintf（）. 因此，如果一个线程同时调用setlocale（），而另一个线程同时调用此函数，则可能会产生意外的结果.

ARM建议您选择所需的语言环境，然后调用一次setlocale（）对其进行初始化. 应该在程序中创建任何其他线程之前完成此操作，以便任意数量的线程可以同时读取语言环境设置而不会互相干扰.

请注意，localeconv（）并非线程安全的. 而是使用指向用户提供的缓冲区的指针来调用ARM函数_get_lconv（）.

asctime（），localtime（），

strtok（）

这些函数不是线程安全的. 每个函数都包含一个静态缓冲区，在调用该函数与随后使用其返回值之间，其他线程可能会覆盖该缓冲区.

ARM提供可重入版本_asctime_r（），_ localtime_r（）和_strtok_r（）. ARM建议您改用这些功能以确保安全.

注意

这些可重入版本使用一些附加参数. _asctime_r（）使用的附加参数是指向要在其中写入输出字符串的缓冲区的指针. _localtime_r（）使用的附加参数是指向要写入结果的结构tm的指针. _strtok_r（）使用的附加参数也是指向下一个标记的char指针的指针.

gamma（）[1]，lgamma（）这些扩展的mathlib函数使用全局变量_signgam，因此不是线程安全的.

mbrlen（），mbsrtowcs（），

mbrtowc（），wcrtomb（），

wcsrtombs（）

stdlib.h中定义的C89多字节转换函数（例如mblen（）和mbtowc（））不是线程安全的，因为它们包含在所有线程之间共享且未锁定的内部静态状态.

但是，wchar.h中定义的扩展的可重新启动版本（例如mbrtowc（）和wcrtomb（））是线程安全的，但前提是您必须传递指向自己的mbstate_t对象的指针. 如果要在处理多字节字符串时确保线程安全，则这些函数只能使用非NULL mbstate_t *参数.

exit（）

即使提供了基本的_sys_exit（）（实际上终止了所有线程）的实现，也不要在多线程程序中调用exit（）.

在这种情况下，exit（）在调用_sys_exit（）之前执行清除操作，因此它将中断其他线程.

rand（），srand（）

这些功能保留全局和不受保护的内部状态. 这意味着rand（）调用永远都不是线程安全的.

ARM建议您使用自己的锁来确保一次只有一个线程调用rand（），例如，通过定义$ Sub $$ rand（）（如果要避免代码更改）.

或者，您也可以执行以下操作之一:

提供您自己的随机数，该可能具有多个独立的实例

强制性要求只有一个线程需要生成一个随机数.

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/tongxinshuyu/article-246734-1.html