圖解！打工人看騰訊這道多線程面試題

1. 騷動(dòng)的周五

小黑是大白前同事，現(xiàn)在倆人在不同的公司，但是都做后端開發(fā)工作。

雖然兩個(gè)人都在北京，但是距離不算近，一個(gè)在望京，一個(gè)在中關(guān)村，算是北京幾大IT聚集圈之二了。

兩個(gè)人日常除了工作，業(yè)余活動(dòng)并不多，當(dāng)然頭發(fā)也不多，宇宙中心五道口成了二人的集結(jié)地。

眨了5次眼，又到周五了，仿佛空氣都彌漫著明天放假的歡快氣息，當(dāng)然還有騷動(dòng)的大白和小黑：

大白看著時(shí)間差不多了，檢查完上線監(jiān)控報(bào)警，沒啥問題，背上電腦走出了寫字樓。

中關(guān)村到五道口還是比較近的，掃上低碳環(huán)保的青桔單車，一路向北到北大東門轉(zhuǎn)彎來(lái)到了五道口地區(qū)。

小黑也坐上13號(hào)線，人貼人差點(diǎn)擠成肉餅，美食召喚下他還是在8點(diǎn)準(zhǔn)時(shí)到了老地方。

大白：黑哥，你啥時(shí)候面的騰訊？掛了？你咋不找我內(nèi)推我們公司呀！

小黑：還沒掛，等GM面呢，你們公司手撕紅黑樹，整不了啊。

大白：就你這樣，這么喜歡穿紅衛(wèi)衣和黑褲子，不問你紅黑樹才怪。話說騰訊都問啥了？

小黑：騰訊的面試整體感覺還是不錯(cuò)的，面試很寬泛，從操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)、常用組件都會(huì)問，并且不偏不怪。

大白：那確實(shí)不錯(cuò)，是本著去挖掘和探測(cè)候選人技術(shù)邊界，有啥奈斯的問題嗎？講講啊

小黑：有個(gè)問題算是我的盲區(qū)了，給了幾個(gè)Linux系統(tǒng)函數(shù)，讓我看哪些是線程安全的，哪些是可重入的，并解釋下為啥。

大白：哦哦，這是考察對(duì)線程安全函數(shù)和可重入函數(shù)的理解。那你咋回答的？

小黑：臥槽，我說我不太會(huì)呀，然后就jump下一題了。要不你給我講講？我先干一個(gè)！

2. 多線程和并發(fā)

• 內(nèi)存
• 文件描述符
• 地址空間
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)
• ...

• 線程寄存器
• 線程棧
• 線程ID、錯(cuò)誤返回碼、信號(hào)屏蔽碼
• ...

3. 什么是線程安全

線程安全是在擁有共享數(shù)據(jù)的多條線程并行執(zhí)行的進(jìn)程中，可以正常且正確的執(zhí)行，不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)污染等意外情況，反之則稱為線程不安全。

通俗一點(diǎn)講，線程安全就怎么跑都不亂，線程不安全就是一跑就可能五花八門。

• 無(wú)任何共享的數(shù)據(jù)，都是局部數(shù)據(jù)；
• 存在寫共享數(shù)據(jù)，但是進(jìn)行了加鎖處理，可以實(shí)現(xiàn)多線程的同步調(diào)用；
• 存在讀但無(wú)寫共享數(shù)據(jù)，無(wú)需加鎖；

• 同一進(jìn)程內(nèi)有四個(gè)工作線程；
• 公共函數(shù)A 只執(zhí)行打印操作，無(wú)論何時(shí)何線程調(diào)用，結(jié)果都是確定且正確的，因此是線程安全函數(shù)；
• 公共函數(shù)B 使用了全局變量Count，并對(duì)其進(jìn)行遞增1操作，但是沒有進(jìn)行加鎖同步處理，因此結(jié)果是不確定的，為線程不安全函數(shù)；
• 公共函數(shù)C 使用了全局變量Factor，并對(duì)其進(jìn)行遞增2操作，使用了互斥鎖進(jìn)行同步確保結(jié)果的正確，是線程安全函數(shù)；

• 不保護(hù)共享產(chǎn)量的函數(shù)
• 保持跨越多個(gè)調(diào)用狀態(tài)的函數(shù)
• 返回指向靜態(tài)變量的指針的函數(shù)
• 調(diào)用線程不安全函數(shù)的函數(shù)

• 函數(shù)本次調(diào)用依賴于上次調(diào)用結(jié)果，也就是所謂的跨狀態(tài)，典型的Linux中的rand()函數(shù)；
• 函數(shù)將結(jié)果放在一個(gè)全局的指針中，典型的gethostbyname、localtime、strtok等；

//?函數(shù)原型
struct?tm?*?localtime(const?time_t?*clock);

/*?localtime?example?*/
#include??
#include??

int?main?()
{
??time_t?rawtime;
??struct?tm?*?timeinfo;

??time?(&rawtime);
??timeinfo?=?localtime?(&rawtime);

??return?0;
}

https://man7.org/linux/man-pages/man7/pthreads.7.html

4. 可重入函數(shù)

一個(gè)程序可以在任意時(shí)刻被中斷，然后系統(tǒng)去執(zhí)行另外一段代碼，結(jié)束后又調(diào)用繼續(xù)原來(lái)的子程序不會(huì)出錯(cuò)，則稱其為可重入（reentrant或re-entrant）。

• 可重入函數(shù)只使用自己棧上的變量，不依賴任何外部數(shù)據(jù)，可以允許有該函數(shù)的多個(gè)副本在運(yùn)行，因?yàn)槊總€(gè)調(diào)用者產(chǎn)生的函數(shù)棧都是相互獨(dú)立的；
• 不可重入函數(shù)使用了一些系統(tǒng)資源，如果被中斷的話，可能會(huì)出現(xiàn)問題；

• 顯式可重入：所有函數(shù)的參數(shù)都是值傳遞，并且只使用本地棧變量，那么函數(shù)就是顯示可重入的，無(wú)論如何調(diào)用，都是可重入的，是絕對(duì)無(wú)條件的。

• 隱式可重入：可重入函數(shù)中的一些參數(shù)是引用傳遞，只有在調(diào)用線程的時(shí)候傳遞指向非共享數(shù)據(jù)的指針時(shí)，它才是可重入的，是相對(duì)有條件的。

• 函數(shù)內(nèi)部不使用靜態(tài)或者全局?jǐn)?shù)據(jù)
• 函數(shù)不返回靜態(tài)或全局?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都由調(diào)用者提供
• 不調(diào)用不可重入函數(shù)

5. 小結(jié)