可重入程序英文解释翻译、可重入程序的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 reenterable program; reenterable routine; reentrant program
reentrant routine
分词翻译:
可的英语翻译:
approve; but; can; may; need; yet
重入的英语翻译:
【电】 re-entrancy
程序的英语翻译:
formality; ground rule; procedure; proceeding; process; program
【计】 P; problem determination aid; PROC; program; related channel program
【化】 sequence
【经】 program; sequence
专业解析
可重入程序 (Reentrant Program) 是计算机科学和程序设计中的一个重要概念,特指一种可以被多个任务(或线程、进程)同时调用而不会产生错误结果或破坏其自身数据的程序(通常是函数或子程序)。其核心在于执行过程中的状态管理。
以下从汉英词典角度并结合技术本质进行详细解释:
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术语定义与核心特征 (Definition & Core Characteristics):
- 可重入 (Reentrant): 中文“可重入”直接对应英文“Reentrant”。其中,“可”表示能力或可能性,“重入”意为“重新进入”(Re-entering)。
- 核心含义: 指一个程序(如函数)在执行过程中,允许被中断,然后在该中断处理程序或其他任务中再次被调用(重新进入),并且在中断结束后能正确恢复原先的执行状态,最终所有调用都能得到正确结果。
- 关键特征: 可重入程序的关键在于其不依赖于(或能妥善管理)可变状态:
- 不使用全局或静态变量: 或者仅使用常量(不可变)的全局/静态数据。
- 仅使用调用者提供的数据(参数)或局部变量: 局部变量的状态保存在每个调用者的栈帧中,互不干扰。
- 不调用不可重入的函数: 如果调用了不可重入的函数(如使用了全局状态的库函数),则该程序本身也变为不可重入。
- 不返回指向静态数据的指针: 避免多个调用者意外修改同一份数据。
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与相关概念的区别 (Distinction from Related Concepts):
- 线程安全 (Thread-Safe): 线程安全是一个更广泛的概念,指代码在多线程环境下被并发调用时行为正确。可重入性是实现线程安全的一种强有力方式。一个可重入的函数必然是线程安全的(因为它不依赖共享状态),但一个线程安全的函数不一定是可重入的(它可能通过互斥锁等机制保护共享状态,但在持有锁时被中断并尝试再次获取同一锁可能导致死锁)。
- 幂等性 (Idempotent): 幂等性指多次执行同一操作产生的结果与执行一次相同(如 HTTP GET)。可重入性关注的是执行过程中允许被中断和重入,而不保证多次执行的结果相同(虽然通常设计良好的可重入函数也容易实现幂等)。
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优势与应用场景 (Advantages & Applications):
- 中断处理 (Interrupt Handling): 在操作系统内核中,中断随时可能发生。中断服务程序 (ISR) 必须是可重入的,因为一个低优先级中断可能被高优先级中断打断,而高优先级 ISR 可能调用同一个函数。
- 多任务/多线程环境 (Multitasking/Multithreading): 在并发系统中,多个线程可能同时调用同一个函数。可重入函数是安全共享的基础。
- 递归 (Recursion): 递归函数本质上是函数调用自身,这本身就是一种“重入”。设计良好的递归函数通常是可重入的(使用参数和局部变量)。
- 信号处理 (Signal Handling): 在 Unix/Linux 系统中,信号处理函数需要尽可能简单且最好是异步信号安全的(通常要求可重入),因为信号可能在程序执行的任何时刻到达。
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实现要点 (Implementation Essentials):
- 避免全局状态: 这是最核心的要求。
- 使用局部变量: 所有状态通过参数传入,并在栈上分配局部变量。
- 使用线程局部存储 (Thread-Local Storage, TLS): 如果必须有“私有”的全局状态,可以使用 TLS,这样每个线程有自己的副本。
- 谨慎使用动态内存: 如果分配动态内存,需确保释放的责任明确,避免内存泄漏。多个调用者可能同时操作,需注意并发控制(但此时可能引入锁,需权衡)。
- 调用链安全: 确保调用的所有子函数也是可重入的。
参考资料 (References):
- IBM Documentation: "Writing Reentrant and Thread-Safe Code". Provides a clear technical definition and implementation guidelines. https://www.ibm.com/docs/en/zos/2.4.0?topic=functions-writing-reentrant-thread-safe-code
- IEEE Std 1003.1 (POSIX) Base Definitions: "Reentrant Function". A standard definition within the POSIX specification. (Standard document, link typically requires subscription. Definition widely referenced in technical literature).
- Linux man-pages:
signal-safety(7)
. Discusses async-signal-safe functions, which are a subset of reentrant functions critical for signal handlers. https://man7.org/linux/man-pages/man7/signal-safety.7.html
网络扩展解释
可重入程序是指在单线程或多线程环境下,能够被中断后再次安全进入并正确执行的代码。其核心特征在于执行过程中不依赖共享状态或静态数据,确保多次调用时结果的确定性。以下是关键要点:
1.核心定义
- 可重入性要求程序在任意时刻被中断后,重新进入时仍能正确运行,且不受前一次中断的影响。例如,同一线程多次调用可重入函数时,即使中途被中断,也能保证数据一致性(如Java的
ReentrantLock
允许同一线程重复获取锁)。
2.设计原则
- 避免共享状态:不依赖全局变量、静态数据或外部资源,仅通过参数传递数据。
- 独立性:每次调用产生的数据存储在栈或调用者提供的内存中,而非公共区域。
- 示例:如C语言中的
strcpy
函数,仅操作传入的指针参数,不涉及全局变量,因此是可重入的。
3.与线程安全的区别
- 可重入性:关注单线程内多次进入的安全性,例如递归调用或中断处理。
- 线程安全:解决多线程并发访问的正确性,可能通过锁机制实现。
- 关系:可重入函数不一定是线程安全的(如依赖线程局部存储),线程安全函数也不一定可重入(如使用全局锁)。
4.应用场景
- 操作系统中断处理:中断服务程序需可重入,避免嵌套调用导致数据混乱。
- 递归函数:递归调用本质上是同一线程的重复进入。
- 嵌入式系统:实时系统中任务可能被高优先级任务中断,需确保代码可重入。
5.非可重入的典型问题
若程序修改全局变量或静态数据(如static int counter;
),在中断后再次进入时可能因数据被篡改而输出错误结果。
可重入程序通过隔离执行环境(如仅使用局部变量)实现安全重入,是并发编程和系统设计的重要基础概念。更多细节可参考思否、博客园等来源。
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