线程安全函数在多进程情况下使用的问题

先看一段代码

/*
 *
 *
 *  2012-11-27 09:06:45
 *  Version: 0.86
 *    Author:
 *            Tony <[e-mail]>
 *
 *  vim: set tabstop=8;set softtabstop=8;set cindent;set fdm=indent
 */

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

void parentthread(void)
{
    struct tm tbuf;
    time_t tsec;

    while(1){
        localtime_r(&tsec, &tbuf);
        usleep(100);
    }
}

void childthread(void)
{
    struct tm tbuf;
    time_t tsec;

    while(1){
        localtime_r(&tsec, &tbuf);
        printf("Child working ok...\n");
        sleep(1);
    }
}
int main(int argc, char **argv)
{
    pthread_t id;
    pthread_attr_t thread_attr;
    int i, ret;
    pid_t child;
    pthread_attr_init(&thread_attr);
    pthread_attr_setdetachstate(&thread_attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
    for (i = 0; i < 20; i++){
        pthread_create(&id, NULL, (void*)parentthread, NULL);
    }
    child = fork();
    if (child == 0){
        pthread_create(&id, NULL, (void*)childthread, NULL);
        while(1){
            sleep(10);
        }
    }else if(child > 0){
        while(1){
            sleep(10);
        }
    }else{
        exit(1);
    }
    return 0;
}

这个代码只有几十行，但足以说明问题。如果你不能看出代码有什么严重的bug，那么请继续往下走。。。

编译运行结果如图：

从上面的运行结果可以看出，重启运行20次后，出现了bug。

下面我们调试一下：

使用gdb对子进程进行调试，发现子进程被block在一个锁上面。Why?

Man localtime_r

Localtime_r is thread-safe function.

Localtime_r使用了锁机制来保证该函数是线程安全的，但就是这个thread-safe导致了问题的发生。而且从上面的测试可以看出，不是每次都会block住，只是偶尔会被block。

Linux下父进程在fork子进程的时候，子进程会继承父进程的变量。

上面的问题出现的流程可以大体描述如下：

父进程存在线程调用localtime_r函数，那么当父进程fork子进程的时候，可能会出现某一个线程已经lock了localtime_r的锁，这时候子进程继承了这个已经标记为lock的锁。这样就导致了在子进程中调用localtime_r获取锁的时候，一直被block。

所有在多进程环境下使用thread-safe函数的时候，需要避免这种问题的出现。