スレッドセーフ

スレッドセーフでないものとしては、C言語のstrtok()が有名。マルチスレッド処理でこの関数が使われ、発見しにくいバグを混入させる事件が今も度々発生している(Androidなどにも少なからず存在する)。

従って、スレッドセーフではない関数は絶対に使っていはいけない。

スレッドセーフではないCライブラリ関数として、次のようなものがある。置き換え先となる再入可能関数を併記する。

• <time.h>
  • asctime()、ctime()、gmtime()、localtime()

    これら関数は、静的データへのポインターを返すので、スレッドセーフではない。

    → asctime_r()、ctime_r()、gmtime_r()、localtime_r() SUS v2以降で対応

• <string.h>
  • strtok()

    内部でstatic変数またはグローバル変数に状態を保持しているため、スレッドセーフではない。

    → strtok_r() POSIX.1-2001以降で対応

• <stdlib.h>
  • exit()

    保護されていないグローバル変数を使用しているため、スレッドセーフではない。

    環境に応じた関数を使用する。

  • rand()、srand()

    保護されていないグローバル変数を使用しているため、スレッドセーフではない。

    → rand_r() POSIX.1-2001、ただし POSIX.1-2009 では将来的に廃止予定としている。後述の関数を使用するのが良い

    → random()、srandom()、initstate()、setstate() 4.3BSD、POSIX.1-2001

• <math.h>
  • gamma() または lgamma()、lgammaf()、lgammal()

    内部でstatic変数またはグローバル変数に状態を保持しているため、スレッドセーフではない。

    → lgamma_r()、lgammaf_r()、lgammal_r() 非標準の拡張

• <wchar.h>
  • mbrlen()、mbsrtowcs()、mbrtowc()、wcrtomb()、wcsrtombs()

    いずれも制限付きのスレッドセーフ関数である。

    各関数の最後のパラメーター mbstate_t * をNULLにした場合、内部でstatic変数またはグローバル変数に状態を保持するため、スレッドセーフではなくなる。

    → 必ず mbstate_t * を設定する

• <locale.h>
  • setlocale()

    ロケールは、システム全体を通してグローバルであり、ロックでの保護もない。複数のスレッドから設定や参照などをすると、データが破損する可能性や、予期せぬ結果となる場合がある。

    → 実装によっては、再入可能バージョンの独自関数を提供していることがある

  • localeconv()

    この関数は、静的データへのポインターを返すので、スレッドセーフではない。

    → 実装によっては、再入可能バージョンの独自関数を提供していることがある

ミューテックスなど適切なロックをせずにグローバル変数を使用した場合、その変数がある特定の読み出し専用用途でない限り、そのコードはスレッドセーフではなくなる。

なお、グローバル変数に見えるerrnoは実はマクロであり、グローバル変数ではなく各スレッド毎に値を持っている。従って、同じプロセスでもスレッドが異なれば別の変数である。