UNIX: разработка сетевых приложений

Могут не быть безопасными в многопоточной среде	Должны быть безопасными в многопоточной среде	Комментарии
Asctime	asctime_r	Безопасна в многопоточной среде только в случае непустого аргумента
	ctermid
Ctime	ctime_r
getc_unlocked
getchar_unlocked
Getgrid	getgrid_r
Getgrnam	getgrnam_r
Getlogin	getlogin_r
Getpwnam	getpwnam_r
Getpwuid	getpwuid_r
Gmtime	gmtime_r
Localtime	localtime_r
putc_unlocked
putchar_unlocked
Rand	rand_r
Readdir	readdir_r
Strtock	strtock_r
	tmpnam	Безопасна в многопоточной среде только в случае непустого аргумента
Ttyname	ttyname_r
GethostXXX
GetnetXXX
GetprotoXXX
GetservXXX
inet_ntoa

Приведенная таблица позволяет заключить, что общим способом сделать функцию допускающей повторное вхождение является определение новой функции с названием, оканчивающимся на _r. Обе функции будут безопасными в многопоточной среде, только если вызывающий процесс выделяет в памяти место для результата и передает соответствующий указатель как аргумент функции.

26.5. Собственные данные потоков

При преобразовании существующих функций для использования в многопоточной среде часто возникают проблемы, связанные со статическими переменными. Функция, сохраняющая состояние в собственном буфере или возвращающая результат в виде указателя на статический буфер, не является безопасной в многопоточной среде, поскольку несколько потоков не могут использовать один и тот же буфер для хранения разных данных. Такая проблема имеет несколько решений.

1. Использование собственных данных потоков (thread-specific data). Это нетривиальная задача, и функция при этом преобразуется к такому виду, что может использоваться только в системах, поддерживающих потоки. Преимущество этого подхода заключается в том, что не меняется вызывающая последовательность, и все изменения связаны с библиотечной функцией, а не с приложениями, которые вызывают эту функцию. Позже в этом разделе мы покажем безопасную в многопоточной среде версию функции readline, созданную с применением собственных данных потоков.

2. Изменение вызывающей последовательности таким образом, чтобы вызывающий процесс упаковывал все аргументы в некую структуру, а также записывал в нее статические переменные из листинга 3.12. Это также было сделано, и в листинге 26.4 показана новая структура и новые прототипы функций.

Листинг 26.4. Структура данных и прототип функции для версии функции readline, допускающей повторное вхождение

typedef struct {

 int    read_fd;    /* дескриптор, указывающий, откуда считываются данные */

 char   *read_ptr;   /* буфер, куда передаются данные */

 size_t read_maxlen; /* максимальное количество байтов, которое может быть считано */

 /* следующие три элемента для внутреннего использования функцией */

 int    rl_cnt;      /* инициализируется нулем */

 char   *rl_bufptr;  /* инициализируется значением rl_buf */

 char   rl_buf[MAXLINE];

} Rline;

void readline_rinit(int, void*, size_t, Rline*);

ssize_t readline_r(Rline*);

ssize_t Readline_r(Rline*);

Эти новые функции могут использоваться как в системах с поддержкой потоков, так и в тех, где потоки не поддерживаются, но все приложения, вызывающие функцию readline, должны быть изменены.

3. Реструктуризация интерфейса для исключения статических переменных и обеспечения безопасности функции в многопоточной среде. Для readline это будет означать отказ от увеличения быстродействия, достигнутого в листинге 3.12, и возвращение к более старой версии, представленной в листинге 3.11. Поскольку мы назвали старую версию «ужасно медленной», это решение не всегда пригодно на практике.

Использование собственных данных потоков — это распространенный способ сделать существующую функцию безопасной в многопоточной среде. Прежде чем описывать функции Pthread, работающие с такими данными, мы опишем саму концепцию и возможный способ реализации, так как эти функции кажутся более сложными, чем являются на самом деле.