19.【Linux系统编程】线程安全概述
目录1.线程安全和重入问题1.1 相关概念1.2 常见线程安全不安全情况1.3 常见线程可重入不可重入情况1.4 结论2. 常见锁的概念2.1 死锁2.2 死锁的四个必要条件2.3 避免死锁2.4 避免死锁算法(不讲)5-4 避免死锁算法(不讲)3. STL智能指针和线程安全3.1 STL中的容器是否是线程安全的?3.2 智能指针是否是线程安全的?4. 其他常见的各种锁1.线程安全和重入问题1.1 相关概念线程安全就是多个线程在访问共享资源时能够正确地执行不会相互干扰或破坏彼此的执行结果。一般而言多个线程并发同一段只有局部变量的代码时不会出现不同的结果。但是对全局变量或者静态变量进行操作并且没有锁保护的情况下容易出现该问题。重入同一个函数被不同的执行流调用当前一个流程还没有执行完就有其他的执行流再次进入我们称之为重入。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被称为可重入函数否则是不可重入函数。学到现在其实我们已经能理解重入其实可以分为两种情况多线程重入函数信号导致一个执行流重复进入函数1.2 常见线程安全不安全情况常见的线程不安全的情况不保护共享变量的函数函数状态随着被调用状态发生变化的函数返回指向静态变量指针的函数调用线程不安全函数的函数常见的线程安全的情况每个线程对全局变量或者静态变量只有读取的权限而没有写入的权限一般来说这些线程是安全的。类或者接口对于线程来说都是原子操作多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性1.3 常见线程可重入不可重入情况常见不可重入的情况调用了malloc/free函数因为malloc函数是用全局链表来管理堆的调用了标准I/O库函数标准I/O库的很多实现都以不可重入的方式使用全局数据结构可重入函数体内使用了静态的数据结构常见可重入的情况不使用全局变量或静态变量不使用 malloc或者new开辟出的空间不调用不可重入函数不返回静态或全局数据所有数据都有函数的调用者提供使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1.4 结论不要被上面绕口令式的话语唬住你只要仔细观察其实对应概念说的都是一回事。 可重入与线程安全联系函数是可重入的那就是线程安全的(其实知道这一句话就够了)函数是不可重入的那就不能由多个线程使用有可能引发线程安全问题如果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函数的一种线程安全不一定是可重入的而可重入函数则一定是线程安全的。如果将对临界资源的访问加上锁则这个函数是线程安全的但如果这个重入函数若锁还未释放则会产生死锁因此是不可重入的。 注意如果不考虑 信号导致一个执行流重复进入函数 这种重入情况线程安全和重入在安全角 度不做区分但是线程安全侧重说明线程访问公共资源的安全情况表现的是并发线程的特点可重入描述的是一个函数是否能被重复进入表示的是函数的特点2. 常见锁的概念2.1 死锁死锁是指在一组进程中的各个进程均占有不会释放的资源但因互相申请被其他进程所占用不会释放的资源而处于的一种永久等待状态。为了方便表述假设现在线程A线程B必须同时持有锁1和锁2才能进行后续资源的访问申请一把锁是原子的但是申请两把锁就不一定了造成的结果是2.2 死锁的四个必要条件1. 互斥条件一个资源每次只能被一个执行流使用2. 请求与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好理解不做解释3. 不剥夺条件一个执行流已获得的资源在末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2.3 避免死锁破坏死锁的四个必要条件破坏循环等待条件问题资源一次性分配 使用超时机制、加锁顺序一致2.4 避免死锁算法(不讲)5-4 避免死锁算法(不讲)死锁检测算法(了解)银行家算法了解3. STL智能指针和线程安全3.1 STL中的容器是否是线程安全的?不是.原因是STL 的设计初衷是将性能挖掘到极致而一旦涉及到加锁保证线程安全会对性能造成巨大的影响。而且对于不同的容器加锁方式的不同性能可能也不同(例如hash表的锁表和锁桶)。因此 STL 默认不是线程安全。如果需要在多线程环境下使用往往需要调用者自行保证线程安全。3.2 智能指针是否是线程安全的?对于 unique_ptr由于只是在当前代码块范围内生效因此不涉及线程安全问题。对于 shared_ptr多个对象需要共用一个引用计数变量所以会存在线程安全问题。但是标准库实现的时候考虑到了这个问题基于原子操作(CAS)的方式保证 shared_ptr 能够高效原子的操作引用计数。4. 其他常见的各种锁悲观锁在每次取数据时总是担心数据会被其他线程修改所以会在取数据前先加锁读锁写锁行锁等当其他线程想要访问数据时被阻塞挂起。乐观锁每次取数据时候总是乐观的认为数据不会被其他线程修改因此不上锁。但是在更新数据前会判断其他数据在更新前有没有对数据进行修改。主要采用两种方式版本号机制和CAS操作。CAS操作当需要更新数据时判断当前内存值和之前取得的值是否相等。如果相等则用新值更新。若不等则失败失败则重试一般是一个自旋的过程即不断重试。自旋锁读写锁待补

相关新闻

QOwnNotes 官网前端实战:基于 VuePress 2 的网页开发、构建与自定义指南

QOwnNotes 官网前端实战:基于 VuePress 2 的网页开发、构建与自定义指南

桌面应用 【免费下载链接】QOwnNotes QOwnNotes is a plain-text file notepad and todo-list manager with Markdown support and Nextcloud / ownCloud integration. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/qo/QOwnNotes 点击查看 免费下载 QOwnNotes 官方网…

2026/10/10 1:56:47 阅读更多 →
OpenPencil 矢量对象编辑模式完全指南:锚点、贝塞尔手柄与修改键的精确定位

OpenPencil 矢量对象编辑模式完全指南:锚点、贝塞尔手柄与修改键的精确定位

前端桌面应用AI 应用MCP 服务 【免费下载链接】open-pencil AI-native design editor. Open-source Figma alternative. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/op/open-pencil 点击查看 免费下载 矢量对象编辑(Vector Object Editing)是…

2026/10/10 1:56:47 阅读更多 →
2026年度GEO优化服务盘点:从适用行业到价格排行的关键点

2026年度GEO优化服务盘点:从适用行业到价格排行的关键点

GEO优化这个词,在2026年的企业营销圈里已经不新鲜了。但真正理解它、选对服务商、做出效果的企业,仍然是少数。很多老板知道要在豆包、千问、腾讯元宝这些AI平台上被搜到,却不知道该怎么判断一个GEO优化服务商是否靠谱,也不知道自…

2026/10/10 1:56:47 阅读更多 →

最新新闻

OpenTofu static 密钥提供方源码解析:从示例入手实现自定义 Key Provider

OpenTofu static 密钥提供方源码解析:从示例入手实现自定义 Key Provider

云原生DevOps基础设施 【免费下载链接】opentofu OpenTofu lets you declaratively manage your cloud infrastructure. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/op/opentofu 点击查看 免费下载 OpenTofu 的状态与计划文件加密体系(internal/encrypt…

2026/10/10 2:40:02 阅读更多 →
连续机制演化下的因果表征学习:方法、实验与工程实践

连续机制演化下的因果表征学习:方法、实验与工程实践

因果表征学习这几年是越来越热了,但大部分人做的场景都是静态的:环境固定,机制不变,数据一趟学完。可真实世界里几乎没有一成不变的机制——政策会变、设备会老化、用户偏好会漂移。这类非平稳场景里,很多方法还是沿用…

2026/10/10 2:40:02 阅读更多 →
AI大模型如何抓取和推荐淮安本地商户?GEO技术链路与POI权重算法拆解

AI大模型如何抓取和推荐淮安本地商户?GEO技术链路与POI权重算法拆解

一、技术背景:AI大模型正在重构本地服务流量分发 2026年以来,以豆包、DeepSeek、文心一言、通义千问为代表的生成式AI大模型月活用户突破5.2亿,其中本地生活服务类搜索占比达31%。这标志着本地服务流量分发机制正在发生根本性变革。 传统的流量分发路径是:用户在百度搜索→浏览…

2026/10/10 2:40:02 阅读更多 →
文献管理怎么下手?按检索、归档、标签、调用四个环节把工具配齐

文献管理怎么下手?按检索、归档、标签、调用四个环节把工具配齐

文献管理卡住人的地方,通常不是软件挑得不对,而是顺序没排清。把它拆成检索、归档、标签、调用四段,每段只配一件顺手的工具,链条就通了。知学术AIPaperGPT 把文献检索、自建文献库与大纲写作放在同一条链路上,适合作为…

2026/10/10 2:40:02 阅读更多 →
Spring Boot公司门户网站毕设全解析:从设计到部署避坑指南

Spring Boot公司门户网站毕设全解析:从设计到部署避坑指南

又是一年毕业设计季节,Java方向的选题里,“基于Spring Boot的公司门户网站”绝对算得上一个经典中的经典。这个题目为什么经久不衰?因为它恰到好处地覆盖了Java Web开发的核心链路:后端框架应用、数据库设计、前端页面渲染、权限控…

2026/10/10 2:40:02 阅读更多 →
markdown-it 基准测试样本解析:block-bq-flat.md 与扁平引用块的解析与压测原理

markdown-it 基准测试样本解析:block-bq-flat.md 与扁平引用块的解析与压测原理

开发工具CLI 【免费下载链接】markdown-it Markdown parser, done right. 100% CommonMark support, extensions, syntax plugins & high speed 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ma/markdown-it 点击查看 免费下载 本篇文章围绕 markdown-it 仓库中的…

2026/10/10 2:39:02 阅读更多 →

日新闻

卫星轨道分类全解析:从LEO到GEO的选型逻辑与工程实践

卫星轨道分类全解析:从LEO到GEO的选型逻辑与工程实践

1. 从“卫星轨道分类”这个标题说起:为什么值得花时间搞懂第一次接触“卫星轨道分类”这个概念,很多人会觉得它离自己很远——不就是天上的星星怎么转吗?但如果你正在做航天任务规划、遥感数据接收、星座设计,甚至只是准备一场航天…

2026/10/10 0:00:39 阅读更多 →
Spring AOP 核心原理与实战:从概念到日志切面落地

Spring AOP 核心原理与实战:从概念到日志切面落地

1. 从一个真实痛点说起:为什么你的代码里到处都是重复逻辑刚入行那会儿,我写过一个用户管理模块,注册、登录、改密码、注销四个接口。每个接口里都塞了几乎一样的日志打印、参数校验、事务开启和提交。当时觉得没什么,能跑就行。直…

2026/10/10 0:00:40 阅读更多 →
Python招聘数据采集与分析可视化:从采集清洗到薪资技能城市可视化全链路

Python招聘数据采集与分析可视化:从采集清洗到薪资技能城市可视化全链路

简介:这是一套面向计算机相关专业学生与项目实战学习者的Python数据采集与分析可视化完整项目,以Boss直聘岗位数据为对象,适合用作毕业设计、课程设计或期末大作业。资源包共38个文件,约246KB,以13个py源码文件为核心&…

2026/10/10 0:00:40 阅读更多 →

周新闻

KT148A语音芯片外挂8002D功放的工程实践指南

KT148A语音芯片外挂8002D功放的工程实践指南

/* MD / 富文本中的 .toc(含博客园搬家等嵌套结构);.toc-box 在侧栏,不受影响 */#content_views .toc,/* 编辑器常在目录前后插入空 p(:empty 仍占 20px),一并去掉避免顶空隙 */#content_views.markdown_views > p:empty:has(+ .toc),#content_views.markdown_views …

2026/10/8 15:26:32 阅读更多 →
LLC谐振变换器增益公式推导:从FHA等效到完整归一化表达式

LLC谐振变换器增益公式推导:从FHA等效到完整归一化表达式

/* MD / 富文本中的 .toc(含博客园搬家等嵌套结构);.toc-box 在侧栏,不受影响 */#content_views .toc,/* 编辑器常在目录前后插入空 p(:empty 仍占 20px),一并去掉避免顶空隙 */#content_views.markdown_views > p:empty:has(+ .toc),#content_views.markdown_views …

2026/10/10 1:36:08 阅读更多 →
ARM架构深度解析:从RISC设计理念到交叉编译实战

ARM架构深度解析:从RISC设计理念到交叉编译实战

/* MD / 富文本中的 .toc(含博客园搬家等嵌套结构);.toc-box 在侧栏,不受影响 */#content_views .toc,/* 编辑器常在目录前后插入空 p(:empty 仍占 20px),一并去掉避免顶空隙 */#content_views.markdown_views > p:empty:has(+ .toc),#content_views.markdown_views …

2026/10/9 10:11:06 阅读更多 →

月新闻

我发现了一个新思路:用 Remotion + Claude Code 像写代码一样自动化生成短视频

我发现了一个新思路:用 Remotion + Claude Code 像写代码一样自动化生成短视频

/* MD / 富文本中的 .toc(含博客园搬家等嵌套结构);.toc-box 在侧栏,不受影响 */#content_views .toc,/* 编辑器常在目录前后插入空 p(:empty 仍占 20px),一并去掉避免顶空隙 */#content_views.markdown_views > p:empty:has(+ .toc),#content_views.markdown_views …

2026/10/8 21:13:17 阅读更多 →
Windows下 Codex 中 Chrome 和 Computer Use 插件不可用问题排查及解决参考方式:TaoToken 统一 Key 配置与验证

Windows下 Codex 中 Chrome 和 Computer Use 插件不可用问题排查及解决参考方式:TaoToken 统一 Key 配置与验证

/* MD / 富文本中的 .toc(含博客园搬家等嵌套结构);.toc-box 在侧栏,不受影响 */#content_views .toc,/* 编辑器常在目录前后插入空 p(:empty 仍占 20px),一并去掉避免顶空隙 */#content_views.markdown_views > p:empty:has(+ .toc),#content_views.markdown_views …

2026/10/9 21:32:20 阅读更多 →
黑夜航拍船只数据集训练YOLOV5模型全流程解析

黑夜航拍船只数据集训练YOLOV5模型全流程解析

/* MD / 富文本中的 .toc(含博客园搬家等嵌套结构);.toc-box 在侧栏,不受影响 */#content_views .toc,/* 编辑器常在目录前后插入空 p(:empty 仍占 20px),一并去掉避免顶空隙 */#content_views.markdown_views > p:empty:has(+ .toc),#content_views.markdown_views …

2026/10/9 6:17:20 阅读更多 →