线程安全之strtok()函数

本文探讨了线程安全的概念,并通过strtok函数的例子解释了为何在多线程环境中可能出现线程安全问题。strtok的底层实现使用静态内存区域,导致不同线程间分割状态的混乱。介绍了可重入函数的概念,以及如何使用线程安全的strtok_r函数解决问题。

先来看下线程安全的概念:


        线程安全是多线程编程时的计算机程序代码中的一个概念。在拥有共享数据的多条线程并行执行的程序中,线程安全的代码会通过同步机制保证各个线程都可以正常且正确的执行,不会出现数据污染等意外情况。

通俗来讲,就是当多线程运行的时候,运行结果和你预想的结果有一定的偏差的话,就会造成线程安全的问题。先来看下面一段代码:

它的代码实现的功能是主线程创建一个子线程,主线程对abc分隔打印,子线程对123进行分割打印,当让对于子线程和主线程并发执行,所以最后打印结果可能会有交叉1a2b这种结果这是无所谓的,下面就让我们来看一下运行结果:

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

void * fun(void * arg)
{
    char arr[128] = "1 2 3 4 5 6 7 8";
    char *s = strtok(arr," ");
    while(s != NULL)
    {
        printf("fun s = %s \n",s);
        s = strtok(NULL," ");
    }
}

int main()
{
    pthread_t id;
    pthread_create(&id,NULL,fun,NULL);
    
    char b
### strtok 函数多线程环境中的安全性 `strtok()` 使用静态数据结构来保存状态信息,这使得该函数在同一程序的不同线程间共享调用时变得不安全[^1]。当多个线程尝试同时使用 `strtok()` 来解析不同的字符串时,可能会发生竞争条件,导致不可预测的行为。 为了应对这一问题,在 POSIX 标准下提供了替代方案——`strtok_r()` 函数。此版本通过接受额外参数的方式传递上下文指针,从而实现了线程安全性。下面展示了一个简单的例子说明如何在线程环境中更安全地利用这些工具: ```c #include <stdio.h> #include <string.h> void unsafe_example(const char *input) { printf("Unsafe example using strtok:\n"); char local_copy[256]; strcpy(local_copy, input); char *token; token = strtok(local_copy, " ,.-"); // 不推荐用于多线程场景 while (token != NULL) { printf("%s\n", token); token = strtok(NULL, " ,.-"); } } void safe_example(const char *input) { printf("\nSafe example using strtok_r:\n"); char local_copy[256]; strcpy(local_copy, input); char *saveptr; char *token = strtok_r(local_copy, " ,.-", &saveptr); // 推荐用于多线程场景 while (token != NULL) { printf("%s\n", token); token = strtok_r(NULL, " ,.-", &saveptr); } } ``` 上述代码片段展示了两种不同方法处理相同任务的区别:一种采用传统的 `strtok()` 方法(不适合于多线程),另一种则采用了改进后的 `strtok_r()` 版本以确保更好的并发性能和稳定性。
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