rand_r是否是实线程安全的？

Question

好吧，rand_r函数应该是线程安全的函数。 但是，通过其实现，我无法相信它可以使其自身不会被其他线程改变。 假设两个线程将使用相同的变量种子同时调用rand_r。 因此将发生读写竞争。 下面列出了由glibc实现的代码rand_r。 有人知道为什么rand_r被称为线程安全吗？

 int
    rand_r (unsigned int *seed)
    {
      unsigned int next = *seed;
      int result;

      next *= 1103515245;
      next += 12345;
      result = (unsigned int) (next / 65536) % 2048;

      next *= 1103515245;
      next += 12345;
      result <<= 10;
      result ^= (unsigned int) (next / 65536) % 1024;

      next *= 1103515245;
      next += 12345;
      result <<= 10;
      result ^= (unsigned int) (next / 65536) % 1024;

      *seed = next;

      return result;
    }

Answer 1

您可以想到三个线程安全级别，为便于参考，在此将其编号。

1）根本不是线程安全的。 从多个线程同时调用该函数是不安全的。 例如， strtok 。

2）关于系统的线程安全。 如果不同的调用对不同的数据进行操作，则可以安全地从多个线程同时调用该函数。 例如， rand_r ， memcpy 。

3）关于数据的线程安全。 从多个线程并发调用该函数是安全的，即使作用于同一数据也是如此。 例如pthread_mutex_lock 。

rand_r处于级别2，在C上下文中的约定（特别是在POSIX规范中）是将其称为“线程安全”。

在某些其他语言（例如Java）中，惯例是将级别3称为“线程安全”，而将其他所有内容称为“非线程安全”。 因此，例如java.util.Vector是“线程安全的”，而java.util.ArrayList是“不是线程安全的”。 当然， java.util.ArrayList所有方法都处于2级。因此，来自Java的程序员自然可以将rand_r和memcpy称为“不是线程安全的”。

在C语言中，约定有所不同，可能是因为内部同步数据结构开始时很少见。 在C的上下文中，您可能会问“文件句柄是否是线程安全的？”，并且正在谈论级别3，但是当询问“此函数是否是线程安全的吗？”时，您可能会问。 通常表示2级

Answer 2

rand_r是线程安全的，因为该函数是完全纯函数。 除了参数之外，它不会读取或修改任何状态。 因此可以安全地同时调用它。

这与大多数将rand （状态）（状态）保存在全局变量中的rand函数不同。

假设两个线程将使用相同的变量种子同时调用rand_r。

我假设你的意思是这样的

int globalSeed;

//thread 1
rand_r(&globalSeed);

//thread 2
rand_r(&globalSeed);

这并不意味着该函数不是线程安全的，而是意味着您通过提供输出参数来以非线程安全的方式使用它，该输出参数可以被另一个线程访问/修改。

这与将函数结果写入可以由另一个线程访问/修改的全局变量相同。 这并不意味着该函数不是线程安全的，这意味着您的代码不是线程安全的。

Answer 3

因为它修改了种子，所以种子被传递了。