海屋

由于cublog系統的緣故，將前段時間寫的一篇blog文章再次貼上。

可重入函數這一概念早有接觸，但一直未有系統的理解，最近閱讀《APUE》信號一章時，其中講解很到位，故總結如下。

信號作為一種軟中斷，能夠被進程給捕獲，因而也就中斷進程的正常執行，轉而去執行信號處理程序，最后再返回到原進程繼續正常執行。然而，當進程正在執行malloc()動態內存分配時，信號產生從而轉入到信號處理程序，但當信號處理程序中也用到了malloc()函數時，問題就出來了？因為malloc()通常維護一個所有已分配內存鏈表，當信號發生時，進程可能正在修改鏈表指針，這時在信號處理程序中將又一次修改鏈表。當然類似的情況還有不少，下文中將會談到。
 

因此，在進行上層應用程序設計過程中我們就必須明確哪些函數是可重入性函數（reentrant functions）。可重入性函數通常也一定能夠在信號處理程序（signal handler）中被調用。
 

圖1 能夠在信號處理程序中調用的可重入性函數（節自《APUE》）

縱觀上表，我們可以看出，有不少系統調用函數并沒有出現，換言之也就是非可重入性函數。函數不可重入的原因主要如下：

<!--[if !supportLists]-->（1）       <!--[endif]-->函數使用了static靜態數據結構

如：struct passwd *getpwuid(uid_t uid);

struct passwd *getpwnam(const char *name);

struct passwd *getpwent(void);

以上3個函數都是返回一個指向passwd結構的指針，而該passwd結構通常都是函數中static變量，其內容在每次調用以上函數時都會被重寫。因此，當進程主程序與信號處理程序中均調用了以上函數時，沖突就產生了。

<!--[if !supportLists]-->（2）       <!--[endif]-->函數調用了malloc和free函數，正如文章最開始所提到的；

<!--[if !supportLists]-->（3）       <!--[endif]-->函數為標準I/O的庫函數，因為大多數的標準I/O庫函數的實現都使用了global全局數據結構；

因此，若要寫可重入性函數的做法通常是我們在函數中只修改局部變量，而不改變全局變量，或盡量不使用全局變量、靜態static變量。

事實上，與可重入性函數（reentrant function）對應的還有可重入內核（reentrant kernel），其區別和聯系在《深入理解Linux內核》上有較詳細的講解。