Linux上C中的标准线程安全？

在Linux上使用

printf

thread安全吗？使用较低级别的

write

命令怎么样？

它是线程安全的；printf应该是可重入的，并且不会在程序中造成任何奇怪或损坏

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您不能保证一个线程的输出不会从另一个线程的输出的一半开始。如果您关心这一点，您需要开发自己的锁定输出代码以防止多重访问。

它们都是线程安全的，如果多个线程在同一文件描述符上调用它们，您的应用程序不会崩溃。但是，如果没有一些应用程序级锁定，所写的任何内容都可以交错进行。

它不是由C标准指定的——这取决于您对C标准库的实现。事实上，C标准甚至根本没有提到线程，因为某些系统（例如嵌入式系统）没有多线程

在GNU实现（

glibc

）中，stdio中处理

FILE*

对象的大多数高级函数都是线程安全的。那些名字中通常没有

unlocked

（例如

getc\u unlocked（3）

）。但是，线程安全是在每个函数调用级别：例如，如果您多次调用

printf（3）

，则这些调用中的每一个都保证以原子方式输出，但其他线程可能会在调用

printf（）

之间打印出来。如果要确保一系列I/O调用以原子方式输出，可以使用一对

flockfile（3）/funlockfile（3）

调用来锁定

文件

句柄。请注意，这些函数是可重入的，因此您可以在它们之间安全地调用

printf（）

，即使

printf（）

本身调用

flockfile（）

，也不会导致死锁

低级I/O调用，如

write（2）

，应该是线程安全的，但我不能100%确定-

write（）

对内核进行系统调用以执行I/O。具体发生的方式取决于您使用的内核。它可能是

sysenter

指令，也可能是较旧系统上的

int

（中断）指令。一旦进入内核，就由内核来确保I/O是线程安全的。在我刚刚对Darwin内核版本8.11.1所做的测试中，

write（2）

似乎是线程安全的。

是否称之为“线程安全”取决于您对线程安全的定义。POSIX需要

stdio

函数来使用锁定，因此如果从多个线程同时使用

printf

，程序将不会崩溃、损坏

文件

对象状态等。但是，所有的

stdio

操作都是根据对

fgetc

和

fputc

的重复调用来正式指定的，因此不保证更大规模的原子性。也就是说，如果线程1和线程2尝试同时打印

“Hello\n”

和

“再见\n”

，则不能保证输出是

“Hello\ngoodbeye\n”

或

“再见\nHello\n”

。它也可以是

“HGelolodboy\ne\n”

。在实践中，大多数实现都会为整个更高级别的写调用获取一个锁，这仅仅是因为它更高效，但您的程序不应该这样认为。在某些情况下，可能没有这样做；例如，一个实现可能完全忽略对未缓冲流的锁定

编辑：上述关于原子性的文本不正确。POSIX保证所有的

stdio

操作都是原子操作，但该保证隐藏在

flockfile

的文档中：

引用（FILE*）对象的所有函数的行为应与它们在内部使用flockfile（）和funlockfile（）来获得这些（FILE*）对象的所有权一样

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您可以自己使用

flockfile

、

ftrylockfile

和

funlockfile

函数来实现比单个函数调用原子写入更大的功能。

C自从提出这个问题（并在上次得到回答）以来，获得了一个新的标准

C11现在提供了多线程支持，并解决了流的多线程行为：

§7.21.2流

^7每个流都有一个关联锁，用于在多个执行线程访问流时防止数据争用，并限制多个线程执行的流操作的交错。一次只能有一个线程持有此锁。锁是可重入的：单个线程可以在给定时间多次持有锁

^8所有读取、写入、定位或查询流位置的函数都会在访问流之前锁定流。当访问完成时，它们释放与流关联的锁

因此，使用C11线程的实现必须保证使用

printf

是线程安全的

我一眼就不清楚原子性（如无交错）是否得到保证，因为该标准提到限制交错，而不是防止交错，这是数据竞争的强制要求

我倾向于得到保证。该标准提到限制交织，因为一些不会改变结果的交织仍然被允许发生；e、 g.

fwrite

一些字节，

fseek

返回一些字节，并

fwrite

直到原始偏移量，以便两个

fwrite

都是背靠背的。该实现可以自由地对这2个

fwrite

s进行重新排序，并将它们合并到单个写入中

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：有关示例，请参阅中的删除文本。

对printf的所有调用都可能使用相同的缓冲区来生成字符串。许多实现还在scanf和printf之间共享一个缓冲区