本篇文章中，術(shù)語“可重入性”和“線程安全”被用來標記類與函數(shù)，以表明它們?nèi)绾伪粦?yīng)用在多線程應(yīng)用程序中。

• 一個線程安全的函數(shù)可以同時被多個線程調(diào)用，甚至調(diào)用者會使用共享數(shù)據(jù)也沒有問題，因為對共享數(shù)據(jù)的訪問是串行的。

• 一個可重入函數(shù)也可以同時被多個線程調(diào)用，但是每個調(diào)用者只能使用自己的數(shù)據(jù)。

因此，一個線程安全的函數(shù)總是可重入的，但一個可重入的函數(shù)并不一定是線程安全的。

擴展開來，一個可重入的類，指的是它的成員函數(shù)可以被多個線程安全地調(diào)用，只要每個線程使用這個類的不同的對象。而一個線程安全的類，指的是它的成員函數(shù)能夠被多線程安全地調(diào)用，即使所有的線程都使用該類的同一個實例也沒有關(guān)系。

注意： Qt的一些類被設(shè)計為線程安全的，如果它們的目的是多線程。如果一個函數(shù)沒有被標記為線程安全的或可重入的，它就不應(yīng)該被不同的線程使用。如果一個類沒有被標記為線程安全的或可重入的，該類的實例就不應(yīng)該被多個線程訪問。

可重入性

C++的類往往是可重入的，這只是因為它們只能訪問自己的數(shù)據(jù)。任何線程都能訪問一個可重入類實例的一個成員函數(shù)，只要同一時間沒有其它線程調(diào)用該實例的成員函數(shù)。例如，下面的Counter類就是可重入的：

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

該類不是線程安全的，因為如果多個線程試圖修改數(shù)據(jù)成員n，則結(jié)果是不確定的。這是因為++和–操作都不總是原子性的。事實上，它們一般被展開為3條機器指令：

將變量值裝入寄存器

增加或減少寄存器中的值

將寄存器中的值寫回內(nèi)存

如果線程A和線程B同時將變量的舊值裝入寄存器，增加寄存器中的值，再寫回內(nèi)存，它們最終會互相覆蓋，導致變量值僅增加了一次！

線程安全

顯然，訪問應(yīng)該是串行的： 線程A必須在無中斷的情況下執(zhí)行完1.2.3.三個步驟（原子性），然后線程B才能開始執(zhí)行，反之亦然。一個使類是線程安全的簡單方法就是用一個QMutex來保護數(shù)據(jù)成員的所有訪問。

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類在其構(gòu)造函數(shù)中自動鎖定mutex，并且當析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用時解鎖。鎖定mutex保證了其它線程的訪問都將是串行化的。mutex數(shù)據(jù)成員被聲明為mutable的，這是因為value()是一個const函數(shù)，我們需要在其中l(wèi)ock和unlock該mutex。

Qt類的注意事項

許多Qt的類都是可重入的，但不是線程安全的，因為線程安全意味著為鎖定與解鎖一個QMutex增加額外的開銷。例如：QString是可重入的，但不是線程安全的。你能夠同時從多個線程訪問不同的QString的實例，但不能同時從多個線程訪問QString的同一個實例（除非用QMutex保護訪問）。

有些Qt的類和函數(shù)是線程安全的。它們主要是線程相關(guān)類（例如：QMutex）和一些基本函數(shù)（例如： QCoreApplication::postEvent()）。

注意： 多線程領(lǐng)域中的術(shù)語并不是完全標準化的。POSIX使用的可重入和線程安全的定義有些不用于它的C API。當Qt和其它面向?qū)ο蟮腃++類庫一起使用時，確保定義的理解。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Qt之可重入与线程安全的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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