重入性和线程安全

在所有文档中，术语“重入”和“线程安全”用于标记类和函数，以指示它们在多线程应用程序中的用法

• 线程安全函数可以从多个线程同时调用，即使在调用使用共享数据的情况下，因为所有对共享数据的引用都是序列化的。
• 重入函数也可以从多个线程同时调用，但前提是每个调用使用其自己的数据。

因此，线程安全函数总是重入的，但重入函数不一定总是线程安全的。

延伸而言，如果类的成员函数可以安全地从多个线程调用，则称此类为重入的，前提是每个线程使用该类的不同实例。如果类的成员函数可以安全地从多个线程调用，即使所有线程都使用该类的同一实例，则称此类为线程安全的。

重入性

C++ 类通常是重入的，因为它们只访问它们自己的成员数据。只要没有其他线程可以在同一时间内调用该类的同一实例的成员函数，任何线程都可以调用重入类的一个实例的成员函数。例如，下面的 Counter 类是重入的

class Counter
{
public:
    Counter() { n = 0; }

    void increment() { ++n; }
    void decrement() { --n; }
    int value() const { return n; }

private:
    int n;
};

该类不是线程安全的，因为如果有多个线程尝试修改数据成员 n，结果是不确定的。这是因为 ++ 和 -- 操作符不总是原子的。实际上，它们通常扩展为三个机器指令

1. 将变量的值加载到寄存器中。
2. 增加或减少寄存器的值。
3. 将寄存器的值存储回主内存。

如果线程 A 和线程 B 同时加载变量的旧值，增加他们的寄存器，并将它存储回，他们将最终覆盖对方，变量只会增加一次！

线程安全

很明显，访问必须序列化：线程 A 必须在线程 B 执行相同步骤之前完成步骤 1、2、3 而不受中断（原子的）影响；反之亦然。使类线程安全的一种简单方法是用 QMutex 保护对数据成员的所有访问

class Counter
{
public:
    Counter() { n = 0; }

    void increment() { QMutexLocker locker(&mutex); ++n; }
    void decrement() { QMutexLocker locker(&mutex); --n; }
    int value() const { QMutexLocker locker(&mutex); return n; }

private:
    mutable QMutex mutex;
    int n;
};

The QMutexLocker 类在构造函数中自动锁定互斥量，在函数结束时由析构函数释放，确保来自不同线程的访问可以串行化。互斥量数据成员mutex使用mutable修饰符声明，因为我们需要在const函数value()中进行锁定和解锁。

关于 Qt 类的说明

许多 Qt 类是可重入的，但它们并非线程安全，因为使它们线程安全将导致不断锁定和解锁QMutex的额外开销。例如，QString是可重入的，但不是线程安全的。您可以从多个线程安全地访问不同的QString实例，但不能同时安全地访问相同的QString实例（除非您自己使用QMutex来保护访问）。

一些 Qt 类和函数是线程安全的。这些主要是与线程相关的类（例如QMutex）和基本函数（例如QCoreApplication::postEvent()）。