Linux：线程安全、可重入、死锁

线程安全及可重入概念

线程安全：多个线程并发同一段代码时，不会出现不同的结果，常见于对全局变量和静态变量进行操作，并且没有被锁保护的情况下，会出现线程不安全的问题。
可重入：同一个函数被不同的执行流调用，当前一个流程没有被执行完，就有其他的执行流再次进入称为重入，一个函数在重入的情况下，运行结果不会出现任何不同或者任何问题，则该函数称为可重入函数，（因此可以看出，一个函数可重入，一定是线程安全的），否则称为不可重入函数。

• 常见线程不安全的的情况
  （1）不保护共享变量的函数
  （2）函数状态锁着被调用，状态发生变化的函数
  （3）返回指向静态变量指针的函数
  （4）调用线程不安全函数的函数
• 常见线程安全的情况
  （1）每个线程对全局变量或者静态变量只有读取的权限，没有写入的权限，这些线程一般是安全的
  （2）类或者接口对于线程来说都是原子操作
  （3）多个线程之间的切换不会导致该接口的指向结果存在二义性
• 常见不可重入的情况
  （1）调用了malloc/free函数，因为malloc函数是用全局链表来管理堆的
  （2）调用了标准I/O库函数，因为标准I/O库很多实现是以不可重入的方式是用全局数据结构
  （3）可重入函数体内使用了静态的数据结构
• 常见可重入情况
  （1）不使用全局变量或者静态变量
  （2）不使用用malloc或者new开辟的空间
  （3）不调用不可重入函数
  （4）不返回静态或全局数据，所有数据都由函数的调用者提供
  （5）是用本地数据，或者通过制作全局数据的本地拷贝来保护全局数据
• 可重入与线程安全的联系
  函数可重入，就是线程安全的；函数不可重入，就是不能被多个线程使用，可能引发线程安全问题；若一个函数中有全局变量，那么这个函数既不是线程安全也不是可重入的
• 可重入与线程安全区别
  可重入函数是线程安全的一种，线程安全不一定是可重入的，而可重入函数一定是线程安全的；若对临界资源的访问加上锁，则这个函数是线程安全的，但是如果这个重入函数若锁还未被释放则会产生死锁，因此是不可重入的

死锁

• 死锁概念
  多个执行流对锁资源进行争抢访问，因为推进顺序不当，而导致互相等待，最终造成程序流程无法继续的情况。例如A申请B中不会释放的资源，B申请C中不会释放的资源，C申请A中不会释放的资源，这样就会处于永久等待状态。
• 死锁四个必要条件（重要，必须满足）
  （1）互斥条件：一个资源每次只能被一个执行流使用
  （2）请求和保持条件：一个执行流因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放
  （3）不剥夺条件：一个执行流已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺
  （4）循环等待条件：若干执行流之间形成一种头尾相接的循环等待资源的关系
  例如线程1申请A锁，申请完申请B锁，线程2申请B锁，申请完申请A锁，因此线程1申请完A锁想要申请B锁，申请不到，线程1挂起，自己申请的锁保持不放，没有释放A锁，因此线程2想要申请A锁申请不到，线程2挂起，自己申请的锁保持不放，没有释放B锁，意味着线程1 2永远不会被唤醒，产生死锁。
  只有一把锁，一个线程也可能产生死锁，例如线程申请了锁，然后又申请了一次，没有申请成功，挂起，想要唤醒就要释放这个锁，但是此时线程挂起，这个锁被这个线程拿着，没有释放这个锁，因此就产生了死锁。
• 避免死锁
  （1）破坏死锁的四个必要条件（互斥条件不能破坏）
  （2）加锁顺序一致
  （3）避免锁未被释放的场景
  （4）资源一次性分配
• 避免死锁算法
  （1）死锁检测算法
  （2）银行家算法

最后

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