可重入
若一個程序或子程序可以“安全的被並行執行(Parallel computing)”,則稱其爲可重入(reentrant或re-entrant)的。即當該子程序正在運行時,可以再次進入並執行它(並行執行時,個別的執行結果,都符合設計時的預期)。若一個函數是可重入的,則該函數:
- 不能含有靜態(全局)非常量數據。
- 不能返回靜態(全局)非常量數據的地址。
- 只能處理由調用者提供的數據。
- 不能依賴於單實例模式資源的鎖。
- 不能調用(call)不可重入的函數(有呼叫(call)到的函數需滿足前述條件)。
多“用戶/對象/進程優先級”以及多進程,一般會使得對可重入代碼的控制變得複雜。同時,IO代碼通常不是可重入的,因爲他們依賴於像磁盤這樣共享的、單獨的(類似編程中的靜態(Static)、全域(Global))資源。
可重入性是函數編程語言的關鍵特性之一。
在以下的C語言代碼中,函數f
和函數g
都不是可重入的。
int g_var = 1; int f() { g_var = g_var + 2; return g_var; } int g() { return f() + 2; }
以上代碼中,f
使用了全局變量 g_var,所以,如果兩個線程同時執行它並訪問g_var
,則返回的結果取決於執行的時間。因此,f
不可重入。而g
調用了f
,所以它也不可重入。
稍作修改後,兩個函數都是可重入的:
int f(int i) { return i + 2; } int g(int i) { return f(i) + 2; }
與線程安全的關係
可重入與線程安全兩個概念都關係到函數處理資源的方式。但是,他們有一定的區別。可重入概念會影響函數的外部接口,而線程安全只關心函數的實現。
- 大多數情況下,要將不可重入函數改爲可重入的,需要修改函數接口,使得所有的數據都通過函數的調用者提供。
- 要將非線程安全的函數改爲線程安全的,則只需要修改函數的實現部分。一般通過加入同步機制以保護共享的資源,使之不會被幾個線程同時訪問。
因此,相對線程安全來說,可重入性是更基本的特性,它可以保證線程安全:即,所有的可重入函數都是線程安全的,但並非所有的線程安全函數都是可重入的。