本文主要详细介绍了C语言函数的可重入性，非常详细，有一定的参考价值。感兴趣的朋友可以参考一下。

目录

I .不可重入函数。第二，可重入函数。第三，如何写可重入函数。第四，可重入函数与线程安全的关系。第五，为什么malloc和printf不能重入？

一、不可重入函数。

如果我们在一个函数中使用了一个静态变量，这个函数可能在调用另一个函数的过程中被调用，导致中断，那么原来的静态变量在这里被改变，然后返回到主函数，使用的静态变量被改变，导致错误。这种函数称为不可重入函数。

在嵌入式系统的设计中，经常会出现多个任务调用同一个函数的情况。如果这个函数不幸被设计成不可重入的，那么当不同的任务调用这个函数时，调用这个函数的其他任务的数据可能会被修改，从而导致不可预知的后果。

在实时系统设计中，不可重入函数被认为是不安全的函数。

满足下列条件的函数多数是不可重入的：

(1)函数体使用静态数据结构；

(2)在函数体中调用malloc()或free()函数；

(3)在函数体中调用标准的I/O函数。

(4)不能中断的硬件寄存器在函数体中调用，比如串口收发寄存器。

二、可重入函数。

可重入函数可以被多个任务调用，而不用担心数据损坏。可重入函数可以随时中断，一段时间后可以重新运行，不会丢失相应的数据。

重新进入函数或只使用局部变量，即保存在CPU寄存器或堆栈中；或者如果使用了全局变量，应该保护全局变量。

如果函数是可重入的，它必须满足以下必要条件：

1.它不能包含静态(全局)非常数数据。

2.不能返回静态(全局)非常数数据的地址。

3.只能处理调用者提供的数据。作为可重入函数的输入参数，只能由调用者提供，提供的输入数据必须满足以上两个要求。

4.不能依赖单实例模式资源的锁。

5.不能调用不可重入的函数。在函数内部，尽量不要使用malloc和free方法来分配和释放内存。如果使用，通常会导致函数不可重入。

三、如何写出可重入的函数

1.写函数时尽量使用局部变量(比如寄存器和栈中的变量)。不要访问那些全局变量，也不要使用静态局部变量。

2.如果真的需要访问全局变量(包括静态)，一定要注意实现互斥。可重入函数在并行运行环境中非常重要，但是访问全局变量通常会牺牲一些性能。在编写可重入函数时，如果使用了全局变量，应该通过关闭中断和信号量(即P和V操作)的方式对其进行保护。

四、函数的可重入性和线程安全的关系

重入和线程安全都与函数处理资源的方式有关。然而，它们之间也有一些不同之处。重入概念会影响函数的外部接口，而线程安全只关心函数的实现。

在大多数情况下，要将一个不可重入的函数变成可重入的函数，必须修改函数接口，以便所有数据都由函数的调用者提供。要把非线程安全的函数改成线程安全的，只需要修改函数的实现部分。通常，添加同步机制是为了防止共享资源被几个线程同时访问。

线程安全和可重入是两个不同的概念。

重入是指在单线程操作系统背景下，重入函数或子程序按照后进先出的线性顺序执行。对于多线程函数或子例程，每个线程的执行时间由操作系统调度，这是不可预测的。但是这个函数的每个线程都会时不时的获取CPU时间片，不断的推进执行进度。

可重入函数不一定是线程安全的；线程安全函数不一定是可重入的。例如，一个函数打开一个文件并读入数据。这个函数是可重入的，因为同时执行它的多个实例不会引起冲突；但是，它不是线程安全的，因为当文件被读入时，其他线程可能正在修改文件，所以为了线程安全，有必要给文件添加“同步锁”。

该函数使用锁定和解锁操作来访问其函数体内的共享资源，因此它是线程安全的，但不能被重入。如果此功能的一个实例在已执行锁定但未执行解锁时停止，并且系统启动此功能的另一个实例，则新实例将在锁定位置等待。如果这个函数是一个中断处理服务，中断处理期间的新中断将导致资源死锁。

五、malloc和printf为什么不可重入

Malloc和printf通常在内部使用全局结构和基于锁的同步。这就是为什么他们不能重新进入。

Malloc函数可以是线程安全的也可以是线程不安全的。两者都不能重新输入：

Malloc在全局堆上操作，两个并发的malloc调用可能返回同一个内存块。(第二个malloc调用应该在获取块的地址之前发生，但是该块没有被标记为不可用)。这违反了malloc的后置条件，所以这个实现不会重入。

printf函数也对全局数据进行操作。任何输出流通常使用一个附加到资源数据的全局缓冲区(终端或文件的缓冲区)。打印过程通常将数据复制到缓冲区，然后刷新缓冲区的序列。

总结

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