
【计】 reentrant procedure
【计】 reentrant control state
agree with; enter; income; join
course; procedure; process
【计】 PROC
【化】 process
【医】 course; process
【经】 process
在计算机科学中,"可重入过程"(Reentrant Process,也称Reentrant Procedure)指一种能够被多个执行线程或中断服务例程同时安全调用的代码模块。其核心特性在于:执行过程中不依赖或修改共享的静态数据或全局变量,确保每次进入时具备独立运行环境。
数据隔离性
可重入过程的内部状态完全由调用者提供(如通过参数传递),避免使用全局变量或静态存储区。这一特性使其在多线程调度或嵌套调用时不会产生数据竞争,符合IEEE POSIX标准对线程安全函数的要求。
行为确定性
每次调用仅通过传入参数和局部变量计算结果,不修改自身代码或外部硬件状态。例如在信号处理函数中,使用可重入函数(如memcpy
)可避免因调用非可重入函数(如malloc
)导致的内存管理冲突。
调用链安全
可重入过程调用的所有子过程必须同为可重入函数,形成完整的可重入调用链。这一原则在实时操作系统(RTOS)的任务调度中尤为重要,IBM PowerPC架构文档明确指出该特性是中断服务例程设计的强制要求。
_reentrant
宏标记可重入函数,确保进程调度时不会引发竞态条件strtok_r
作为strtok
的可重入版本,通过引入上下文参数消除全局状态依赖。可重入过程(Reentrant Process)是计算机科学中的一个重要概念,主要应用于多线程、中断处理等并发场景。其核心特征是:在任意时刻,该过程的代码可以被中断并再次进入(被其他调用者或同一调用者的不同执行路径重新调用),而不会导致数据混乱或逻辑错误。
无状态性
可重入过程不依赖全局变量、静态变量或共享资源(如硬件寄存器),所有操作仅通过参数传递和局部变量完成。这使得每次调用都具备独立性,不会因多次调用产生数据竞争。例如:
// 可重入函数示例:仅使用参数和局部变量
int add(int a, int b) {
return a + b;// 无全局依赖
}
不可变性与原子性
若需访问共享资源,必须通过原子操作或同步机制(如信号量、互斥锁)保证操作的完整性,避免部分修改导致状态不一致。
递归支持
可重入过程天然支持递归调用,因为每次调用栈的上下文独立。例如阶乘函数:
int factorial(int n) {
if (n <= 1) return 1;
return n * factorial(n-1);// 递归调用不破坏前次调用状态
}
// 不可重入函数:依赖静态变量
int counter() {
static int count = 0;// 静态变量导致状态共享
return ++count;
}
当多个线程同时调用counter()
时,输出的值可能因竞争条件而不可预测。
在形式化验证中,可重入性可表示为: $$ forall p_1, p_2 in Process, forall t in Time,quad Execute(p_1, t) cap Execute(p_2, t) = emptyset $$ 即任意两个进程$p_1$和$p_2$在时间$t$的执行上下文互不干扰。
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