线程安全和可重入函数

一、线程安全
一个函数被称为线程安全的，当且仅当被多个并发进程反复调用时，它会一直产生正确的结果。
1.线程安全函数：c语言中局部变量是在栈中分配的，任何未使用静态数据或其他共享资源的函数都是线程安全的。
（1）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，即是非线程安全的。
（2）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。
2.线程安全的：
如果一个函数在同一时刻可以被多个线程安全的调用，则称该函数是线程安全的。
线程安全函数解决多个线程调用函数时访问共享资源的冲突问题。
3.线程不安全的后果：
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。
二、可重入函数
当捕捉到信号时，不论进程的主控制流程当前执行到哪，都会先跳到信号处理函数中执行，从信号处理函数返回后再继续执行主控制流程。信号处理函数是一个单独的控制流程，因为它和主控制流程是异步的，二者不存在调用和被调用的关系，并且使用不同的堆栈空间。引入信号处理函数使得进程有多个控制流程，如果这些控制流程访问相同的全局资源，就有可能出现冲突。
可重入函数主要用于多任务环境中，一个可重入函数简单来说就是可以被中断的函数，也就是说，可以在这个函数执行的任何时刻中断它，转入OS调度下去执行另外一段代码，而返回控制时不会出现什么错误；而不可重入的函数由于使用了一些系统资源，比如全局变量区，中断向量表等，所以它如果被中断的话，会出现问题，这类函数是不能运行在多任务环境下的。
可重入函数也可以这样理解，重入即表示重复进入，首先它意味着这个函数可以被中断，其次意味着它除了使用自己栈上的变量以外，不依赖于任何环境，这样的函数就是可重入，可以允许有该函数的多个副本在运行，由于他们使用的是分离的栈，所以不会相互干扰。如果确实需要访问全局变量，一定要注意实施互斥手段。
三、可重入函数编写规范：
（1）不在函数内部使用静态或全局数据
（2）不返回静态或全局数据，所有数据都由函数的调用者提供。
（3）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。
（4）如果必须访问全局变量，利用互斥机制来保护全局变量。
（5）不调用不可重入函数。
四、线程安全与可重入函数的区别与联系
可重入与线程安全并不等同。一般说来，可重入的函数一定是线程安全的，但反过来不一定成立。
如果一个函数用到了全局或静态变量，那么它不是线程安全的。如果我们对它加以改进，在访问全局或静态变量时使用互斥量或信号量等方式加锁，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针对不同线程的访问，而针对同一线程则可能出现问题。如果将函数中的全局或静态变量去掉，改成函数参数等其他形式，则有可能使函变成既线程安全又可重入。
可重入函数是线程安全安全函数的一种，其特点在于他们被多个线程调用时，不会引用任何共享数据，也就是不引用静态或全局变量。可重入函数通常要比不可重入的线程安全函数效率高一些。