QT可重入与线程安全

可重入函数与不可重入函数

主要用于多任务环境中，一个可重入的函数简单来说就是可以被中断的函数，也就是说，可以在这个函数执行的任何时刻中断它，转入OS调度下去执行另外一段代码，而返回控制时不会出现什么错误；而不可重入的函数由于使用了一些系统资源，比如全局变量区，中断向量表等，所以它如果被中断的话，可能会出现问题，这类函数是不能运行在多任务环境下的。

也可以这样理解，重入即表示重复进入，首先它意味着这个函数可以被中断，其次意味着它除了使用自己栈上的变量以外不依赖于任何环境（包括static），这样的函数就是purecode（纯代码）可重入，可以允许有该函数的多个副本在运行，由于它们使用的是分离的栈，所以不会互相干扰。如果确实需要访问全局变量（包括static），一定要注意实施互斥手段。可重入函数在并行运行环境中非常重要，但是一般要为访问全局变量付出一些性能代价。

编写可重入函数时，若使用全局变量，则应通过关中断、信号量（即P、V操作）等手段对其加以保护。

说明：若对所使用的全局变量不加以保护，则此函数就不具有可重入性，即当多个进程调用此函数时，很有可能使有关全局变量变为不可知状态。

线程安全

线程安全功能可以同时从多个线程调用，即使调用使用共享数据，因为对共享数据的所有引用都被序列化。
也可以从多个线程同时调用一个可重入函数，但只有每个调用使用自己的数据。

因此，线程安全功能总是可重入的，但是可重入功能并不总是线程安全的。

通过扩展，如果一个类的成员函数可以从多个线程安全地调用，则只要每个线程使用该类的不同实例，就会被称为可重入。如果其成员函数可以从多个线程安全调用，则该类是线程安全的，即使所有线程都使用相同的类实例。

注意：Qt类只有在多个线程使用时才被记录为线程安全的。如果一个函数没有被标记为线程安全或可重入，则不应该从不同的线程使用。如果类没有被标记为线程安全或可重入，那么该类的特定实例不应该从不同的线程访问。

C ++ 重入

C ++类通常是可重入的，只因为它们只访问自己的成员数据。只要没有其他线程可以同时在同一个类的实例上调用成员函数，任何线程都可以调用可重入类的实例上的成员函数。例如，下面的Counter类别是可重入的：

 class Counter { public:     Counter() { n = 0; }     void increment() { ++n; }     void decrement() { --n; }     int value() const { return n; } private:     int n; };

该类不是线程安全的，因为如果多个线程尝试修改数据成员n，则结果是未定义的。这是因为++和 - 运算符并不总是原子的。实际上，它们通常扩展到三个机器指令：

1. 将变量的值加载到寄存器中。
2. 递增或递减寄存器的值。
3. 将寄存器的值存储到主内存中。

如果线程A和线程B同时加载变量的旧值，则增加其寄存器并将其存储回来，它们最终会相互覆盖，并且该变量只增加一次！

线程安全

显然，访问必须序列化：线程A必须在线程B执行相同的步骤之前不间断地（原子地）执行步骤1,2,3，或相反亦然。使线程安全的简单方法是使用QMutex保护对数据成员的所有访问：

 class Counter { public:     Counter() { n = 0; }     void increment() { QMutexLocker locker(&mutex); ++n; }     void decrement() { QMutexLocker locker(&mutex); --n; }     int value() const { QMutexLocker locker(&mutex); return n; } private:     mutable QMutex mutex;     int n; };

QMutexLocker类自动锁定其构造函数中的互斥体，并在函数结束时调用析构函数时解锁它。锁定互斥体确保来自不同线程的访问将被序列化。 mutex数据成员用可变限定符声明，因为我们需要锁定和解锁在值value（）中的互斥体，这是一个常量函数。

关于Qt类的注释

许多Qt类是可重入的，但是它们不是线程安全的，因为使它们线程安全可能会导致重复锁定和解锁QMutex的额外开销。例如，QString是可重入的，但不是线程安全的。您可以同时从多个线程安全地访问QString的不同实例，但是您无法同时从多个线程安全地访问同一个QString实例（除非您使用QMutex保护访问）。

一些Qt类和函数是线程安全的,这些主要是与线程相关的类（例如QMutex）和基本功能（例如QCoreApplication :: postEvent（））。