APUE学习笔记之：可重入函数

1. 信号处理程序可以调用的可重入函数。（可重入函数的概念见下面转载的李亚峰老师的文章，目前先摘抄APUE 上面对 可重入函数的说明）

Figure 10.4. Reentrant functions that may be called from a signal handler

accept	fchmod	lseek	sendto	stat
access	fchown	lstat	setgid	symlink
aio_error	fcntl	mkdir	setpgid	sysconf
aio_return	fdatasync	mkfifo	setsid	tcdrain
aio_suspend	fork	open	setsockopt	tcflow
alarm	fpathconf	pathconf	setuid	tcflush
bind	fstat	pause	shutdown	tcgetattr
cfgetispeed	fsync	pipe	sigaction	tcgetpgrp
cfgetospeed	ftruncate	poll	sigaddset	tcsendbreak
cfsetispeed	getegid	posix_trace_event	sigdelset	tcsetattr
cfsetospeed	geteuid	pselect	sigemptyset	tcsetpgrp
chdir	getgid	raise	sigfillset	time
chmod	getgroups	read	sigismember	timer_getoverrun
chown	getpeername	readlink	signal	timer_gettime
clock_gettime	getpgrp	recv	sigpause	timer_settime
close	getpid	recvfrom	sigpending	times
connect	getppid	recvmsg	sigprocmask	umask
creat	getsockname	rename	sigqueue	uname
dup	getsockopt	rmdir	sigset	unlink
dup2	getuid	select	sigsuspend	utime
execle	kill	sem_post	sleep	wait
execve	link	send	socket	waitpid
_Exit & _exit	listen	sendmsg	socketpair	write

2. 不可重入函数:
   没有列入上表中的大多数函数是不可重入的，其原因是：
  a）它们使用静态数据结构。
  b）它们调用 malloc 或 free。
  c）它们是标准 I/O 函数。标准 I/O 库的很多实现都以不可重入方式使用全局数据结构。（记得printf 也是其中之一哦~）。

3. 注意事项：
   即使信号处理程序调用的是上表中的函数，但是由于每个线程只有一个errno 变量，所以信号处理程序可能会修改其原先的值。考虑一个信号处理程序，它恰好在main 刚刚设置errno 之后被调用。例如，如果该信号处理程序调用read 这类的函数，则它可能更改 errno 的值，从而取代了刚刚由 main 设置的值。因此，
作为一个通用的规则，当在信号处理程序中调用上表中列出的函数时，应当在其前保存 errno， 在其后恢复 errno。（应当了解，经常被捕捉到的信号是 SIGCHLD，其信号处理程序通常要调用一种 wait 函数，而各种 wait 函数都能改变 errno）。
   注意，上表中没有包括 longjmp 和 siglongjmp 函数。这主要是主例程以非可重入方式正在更新数据结构时可能产生信号。如果不是从信号处理程序返回而是调用 siglongjmp， 那么该数据结构可能是部分更新的。如果应用程序将要做更新全局数据结构这样的事情，同时要捕捉信号，而这些信号的处理程序又会引起执行 sigsetjmp，则在更新这种数据结构时要阻塞此类信号。



4. 下面转载李亚峰老师的文章：
原文链接：http://blog.csdn.net/TopEmbedded/archive/2009/02/05/3864501.aspx

可重入函数（reentrant function）与线程安全函数（thread-safe function）有时容易混淆，而且各种文档中的解释也不是很清楚，这里根据笔者的经验来说明一下。

线程安全函数

·            概念：

线程安全的概念比较直观。一般说来，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。

·            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之间的共享变量。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，而私有的线程空间则主要包括栈和寄存 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。

·            线程不安全的后果：

线程不安全可能导致的后果是显而易见的——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。

 

可重入函数

·            概念：

可重入的概念基本没有比较正式的完整解释，多数的文档都只是说明什么样的情况才能保证函数可重入，但没有完整定义。按照Wiki上的说法，“A or is described as reentrant if it can be safely executed concurrently; that is, the routine can be re-entered while it is already running.”根据笔者的经验，所谓“重入”，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刚执行的函数foo()，这样便发生了所谓的重入。此时如果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。

·            确保可重入：

要确保函数可重入，需满足一下几个条件：

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、不调用不可重入函数。

·            不可重入的后果：

不可重入的后果主要体现在象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。

 

可重入与线程安全

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。它们的关系可用下图来表示：

 

比如：strtok函数是既不可重入的，也不是线程安全的；加锁的strtok不是可重入的，但线程安全；而strtok_r既是可重入的，也是线程安全的。