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C语言线程安全函数（小白也能看懂的多线程安全编程指南）

主机测评网
C
2025-12-27
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在现代软件开发中，C语言线程安全函数是编写高性能、稳定多线程程序的关键。如果你正在学习C语言多线程编程，那么理解什么是线程安全、哪些函数是安全的、如何编写自己的线程安全代码就显得尤为重要。

C语言线程安全函数（小白也能看懂的多线程安全编程指南） C语言线程安全函数线程安全编程 C语言多线程可重入函数第1张

什么是线程安全？

线程安全指的是：当多个线程同时调用同一个函数时，该函数仍能正确地工作，不会因为共享数据被意外修改而导致错误结果或程序崩溃。

举个例子，如果一个函数内部使用了全局变量或静态变量，并且没有加锁保护，那么它很可能不是线程安全的。

常见的非线程安全函数

C标准库中有一些经典函数是非线程安全的，例如：

strtok()：使用内部静态指针保存状态
asctime()：返回指向静态缓冲区的指针
rand()：依赖全局种子状态

线程安全替代方案

为了解决上述问题，POSIX 和 C11 标准提供了线程安全版本的函数：

    // 非线程安全：
    char *token = strtok(str, " ");
    
    // 线程安全替代：
    char *saveptr;
    char *token = strtok_r(str, " ", &saveptr);  

同样，localtime_r() 是 localtime() 的线程安全版本，gmtime_r() 替代 gmtime()，等等。

如何编写自己的线程安全函数？

要确保你的函数是线程安全的，请遵循以下原则：

避免使用全局变量和静态局部变量
如果必须共享数据，请使用互斥锁（mutex）保护
尽量让函数成为“纯函数”——只依赖输入参数，不产生副作用

示例：使用互斥锁实现线程安全计数器

    #include <stdio.h>
    #include <pthread.h>
    
    int counter = 0;
    pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
    
    void* increment(void* arg) {
          for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            pthread_mutex_lock(&lock);
            counter++;
            pthread_mutex_unlock(&lock);
          }
          return NULL;
    }
    
    int main() {
          pthread_t t1, t2;
          pthread_create(&t1, NULL, increment, NULL);
          pthread_create(&t2, NULL, increment, NULL);
          pthread_join(t1, NULL);
          pthread_join(t2, NULL);
          printf("Final counter: %d\n", counter); // 应输出 200000
          return 0;
    }  