linux学习笔记（25）——线程安全

线程安全

线程安全：要保证线程安全需要做到：

对线程同步，保证同一时刻只有一个线程访问临界资源。

在多线程中使用线程安全的函数（可重入函数），所谓线程安全的函数指的是：如果一个

函数能被多个线程同时调用且不发生竞态条件，则我们说它是线程安全的

识别线程安全问题

危险信号：

多个线程访问共享数据

至少一个线程修改数据

没有适当的同步机制

安全模式：

✅ 只读访问（所有线程只读）

✅ 线程局部数据（每个线程有自己的副本）

✅ 不可变对象（创建后不修改）

✅ 正确同步的访问（用锁、信号量等保护）

线程安全的核心：

1. 识别共享数据：找到所有被多个线程访问的数据
2. 保护临界区：用锁、信号量等同步机制保护
3. 避免竞态条件：确保操作的原子性
4. 设计时考虑：在架构阶段就考虑线程安全

没有同步保护的共享可变数据 = 线程安全灾难！

线程安全问题：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
void* fun(void* arg){char buff[] = "a b c d e f";char* s = strtok(buff, " ");while (s != NULL){printf("fun s=%s\n", s);sleep(1);s = strtok(NULL, " ");}return NULL;
}
int main(){pthread_t id;pthread_create(&id, NULL, fun, NULL);char buff[] = "1 2 3 4 5 6";char* s = strtok(buff, " ");while (s != NULL){printf("main s=%s\n", s);sleep(1);s = strtok(NULL, " ");}return 0;
}

strtok 函数在内部使用静态缓冲区来保存字符串分割的进度。当主线程和 fun 线程同时调用 strtok 时，它们会共享这个单一的内部状态，导致字符串处理相互干扰，最终可能打印出错误的结果，甚至引起程序崩溃。

解决办法：函数替换：将所有 strtok 替换为 strtok_r。

题外话：

多线程种某个线程调用 fork()，子进程只有一条执行路径，就是fork所在的执行路径

当进程中的某个线程调用 fork() 时，子进程只会复制调用 fork() 的那个线程，其他线程不会被复制到子进程中。也就是说，子进程在创建后，只有一个执行流（即调用 fork() 的那个线程对应的执行流）。

父进程被加锁的互斥锁 fork 后在子进程中是已经加锁的状态。

并且子进程中只有调用 fork 的那个线程，若后续子进程中的代码要操作该互斥锁，可能会因为锁已经被 “复制过来的加锁状态” 而出现问题，比如死锁（如果子进程尝试再次加锁该互斥锁，而互斥锁是不可重入的）。