一、线程安全
1.线程安全的基本概念
当多个线程访问某个方法或者变量的时候，不管你通过怎么样的调用方法或者说这些线程是如何交替的运行的，每个线程的执行结果都是我们设想的正确行为，那么我们就可以说这个方法或者变量是线程安全的。
2.线程不安全场景
多线程访问全局变量，由于CPU调度次序不同，线程交替运行，可能某一时刻同时读取到同一个值，然后互相写count，数据污染，导致最终结果不符合预期（20000）
#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int count = 0;
void *task()
{
int i = 0;
for (; i < 10000; i++) {
count++;
printf("count1:%d\n", count);
}
}
int main()
{
pthread_t a;
pthread_t b;
pthread_create(&a, NULL, task, NULL);
pthread_create(&b, NULL, task, NULL);
pthread_join(a, NULL);
pthread_join(b, NULL);
return 0;
}
3.实现线程安全的常用方法
- (1)原子性操作（单指令操作）
- (2)同步与锁，保证两个线程在临界区公共资源处串行执行
- (3)将任务函数本身处理成为线程安全函数（比如不使用全局变量、静态变量）
二、信号安全
1.信号安全概念
一般的信号安全指的是在信号处理中，发生信号异常时调用信号处理函数，都不会造成除了信号处理函数以外的其他功能变化。可重入函数就满足了信号安全的特征，所以通常不可重入函数不是信号安全的，就像malloc/free内部有维护全局的共享内存链表，且加锁了，是不可重入函数，所以malloc/free是信号非安全函数。
2.信号不安全
若此时一个线程中正在调用malloc/free，且刚好在malloc函数加锁之后，被异常信号中断，进入信号处理函数，若在信号处理函数中调用了malloc/free等信号非安全函数，就出现了对同一线程对heap lock连续加了两次锁，则会出现死锁（死锁原因：a线程在信号处理函数中一直在等待主程序解锁，产生阻塞，在信号处理函数中回不到正常程序中，与常见的两个线程产生死锁的理解不同），导致异常。由于要刚好构造在malloc加锁之后再次调用malloc的情况，需要开启一个线程循环对另一个循环调用了malloc的线程发送异常信号，这个线程收到了异常信号后，就会进入信号处理函数，能复现出死锁的场景。
碰到了在malloc加锁之后再次调用malloc的情况，出现死锁，程序卡死
3.怎么实现信号安全
（1）在信号处理函数中不要使用信号非安全函数，因为这种情况虽然属于小概率事件，但一出现就会导致程序异常，甚至直接重启复位，而且难以定位
（2）确认函数是否是信号安全函数查看| MT-Safe | AS-Safe | AC-Safe | 这三个特性
三、可重入函数
1.可重入概念
一个函数被重入，表示这个函数没有执行完成，但由于外部因素或内部因素，又一次进入该函数执行。一个函数称为可重入的，表明该函数被重入之后不会产生任何不良后果。
2.可重入最常见场景
可重入函数指的是这个函数在执行的过程中被中断，程序的执行流跑到另外一个地方把这个函数重新执行了一遍，执行完成后返回到被中断的地方再次运行之前的函数，而整个过程不会影响这个被打断的函数的最终结果，如下图：
3.不可重入特征
- 1）使用或返回了静态数据结构(全局变量或静态变量)，
- 2）标准I/O程序库的一部分(内部会有全局锁，锁也是一种状态)
- 3）调用了一个不可重入的函数，例如调用malloc或free (malloc内部维护了全局的链表用来管理分配的内存，这就是状态信息，free也一样)，而且malloc函数虽然本身是线程安全的，但系统调用时存在全局的heap lock（堆内存锁（全局锁），保证堆内存分配时的一致连续性），信号句柄中使用malloc函数时，有可能会发生在主程序调用malloc时，但还未结束，heap lock还未释放，被信号所中断，再次调用malloc函数，就会出现同一线程对heap lock连续两次锁，即会出现死锁 deadlock。
