可重入函数

## 可重入函数

### 可重入性的理解

若一个程序或子程序可以安全的被并行执行，则称其为可重入的；即当该子程序正在运行时，可以再次进入并执行它。若一个函数是可重入的，则该函数必须满足一下必要条件：

1. 不能含有静态（全局）非常量数据。

2. 不能返回静态（全局）非常量数据的地址。

3. 只能处理由调用者提供的数据。作为可重入函数的输入参数，只能由调用者提供，而且所提供的输入数据必须满足上面两点要求

4. 不能依赖于单实例模式资源的锁。

5. 不能调用不可重入的函数。

6. 函数内部，尽量不能用 malloc 和 free 之类的方法进行内存分配和释放，如果使用，一般情况下会造成该函数的不可重入.

可重入函数主要用于多任务环境中。可重入的函数必须满足以下三个条件：

（1）可以在执行的过程中可以被打断；

（2）被打断之后，在该函数一次调用执行完之前，可以再次被调用（或进入，reentered)。

（3）再次调用执行完之后，被打断的上次调用可以继续恢复执行，并正确执行。

### 不可重入函数的示例

如果一个函数只有调用者提供的非静态变量参数,并且函数中只依赖自己栈上的环境,也没有调用其他的不可重入函数,那么他就一定是可重入的.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。

```cpp

int Exam = 0;

unsigned int example( int para )

{

unsigned int temp;

Exam = para; // （**）

temp = Square_Exam( );

return temp;

}

```

此函数若被多个进程调用的话，其结果可能是未知的，因为当（**）语句刚执行完后，另外一个使用本函数的进程可能正好被激活，那么当新激活的进程执行到此函数时，将使 Exam 赋与另一个不同的 para 值，所以当控制重新回到 “temp = Square_Exam( )” 后，计算出的temp很可能不是预想中的结果。此函数应如下改进。

```cpp

view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

int Exam = 0;

unsigned int example( int para )

{

unsigned int temp;

[申请信号量操作] //(1)  加锁

Exam = para;

temp = Square_Exam( );

[释放信号量操作] //    解锁

return temp;

}

```

申请不到“信号量”，说明另外的进程正处于给 Exam赋值并计算其平方过程中（即正在使用此信号），本进程必须等待其释放信号后，才可继续执行。若申请到信号，则可继续执行，但其它进程必须等待本进程释放信号量后，才能再使用本信号。

保证函数的可重入性的方法：

1. 在写函数时候尽量使用局部变量（例如寄存器、堆栈中的变量）；

2. 对于要使用的全局变量要加以保护（如采取关中断、信号量等互斥方法），这样构成的函数就一定是一个可重入的函数。

满足下列条件的函数多数是不可重入（不安全）的：

1. 函数体内使用了静态的数据结构；

2. 函数体内调用了malloc() 或者 free() 函数；

3. 函数体内调用了标准 I/O 函数。