可重入与线程安全

可重入与线程安全

概念

• 线程安全函数：函数可以同时被多个线程调用，并安全访问共享数据(各个线程有序访问)。
• 可重入函数：函数可以同时被多个线程调用，但每个线程只能使用各自的数据。
• 线程安全的类：每个线程使用这个类的相同的实例，成员函数也可以被每线程安全调用。
• 可重入的类：每个线程使用这个类的不同的实例，成员函数就可以被每线程安全调用。

可重入性

  class Counter
  {
  public:
      Counter() { n = 0; }

      void increment() { ++n; }
      void decrement() { --n; }
      int value() const { return n; }

  private:
      int n;
  };

Counter类是可重入，但不是线程安全的。

因为++和–操作符不是原子性的，它们通常要经历以下三个步骤：

1. 寄存器读取内存中变量的值
2. 增加或减少寄存器的值
3. 将寄存器写回内存

如果线程B在线程A将值写回内存前调用相同的++操作符，那么最终变量只会增加1。

线程安全

class Counter
  {
  public:
      Counter() { n = 0; }

      void increment() {locke(&mutex); ++n; unlocke(&mutex)}
      void decrement() {locke(&mutex); --n; unlocke(&mutex)}

  private:
      int n;
  };

lock和unlock是原子性的，使用锁机制，令共享数据被多个线程有序地访问，从而保证了线程安全性。