聲明：本文為個人了解，不能保證一定是正确的！
這三個概念一直糾纏着我，我也時不時的會拿出來辨析下，直到昨天才發現自己可以把它們理順了。是以學習就是這樣一個反複的過程，最終達到頓悟的效果。本文主要參考APUE第三版英文版第10.6和12.5節，以及WIKI百科，還有CSDN和stackoverflow中對這些概念的讨論，然後給出一份自己認為比較合理的了解。
中斷，信号，線程切換
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- 這三個概念都牽涉到異步通信，因為運作中的代碼不可預測什麼時候會發生中斷，什麼時候會收到信号，什麼時候會發生線程切換：
- 中斷，一般指的硬體中斷，是硬體對cpu的中斷
- 信号，則是對中斷的模拟，可以看作是os對程序的中斷
- 線程切換，cpu的時分複用手段
- 代碼執行流：
#-表示代碼在cpu上運作，.表示等待中
##1. 中斷和信号
<f1>---------...................-----------
<f2>.........-------------------...........
###f1在執行的過程中被f2打斷，當且僅當f2完整的執行完後傳回f1
##2. 線程切換
<f1>----....----....----....----....----
<f2>....----....----....----....----....
###f1和f2互相打斷彼此，交錯地運作
可重入，異步資訊安全，線程安全
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可重入
可重入的意思就是一個函數沒有執行完，又在另一個地方被調用一次，兩次調用都能得到正确的結果。可重入概念在多任務作業系統之前就已經存在了，It is a concept from the time when no multitasking operating systems existed。
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異步資訊安全，線程安全
可重入中提到的”另一個地方”可以是：
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在中斷或信号中，在此情況下如果函數是可重入的，那麼就稱這個函數是異步信号安全的，這兩種情況可以看成是一種遞歸調用。
[APUE10.6節就是專門說明異步信号安全的]
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在另一個線程中，在此情況下如果函數是可重入的，那麼就稱這個函數是線程安全的。
[APUE12.5節就是專門說明線程安全的]
If a function is reentrant with respect to multiple threads, we say that it is thread-safe. This doesn’t tell us, however, whether the function is reentrant with respect to signal handlers. We say that a function that is safe to be reentered from an asynchronous signal handler is async-signal safe.
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3. 三者的關系
紅色表示不可重入函數，A+B+C表示可重入函數，其中A表示遞歸調用情況下可重入，C表示多線程的情況下可重入，B表示種情況下都可重入。
是以單獨說某函數是重入，而不限定使用場景是沒有意義的；如果僅僅說是非可重入則又是有意義的…
4. 異步信号安全函數清單
5. 可重入函數和異步信号安全函數等同嗎?
根據上面的關系圖可以得出兩者是不等同的，可重入函數在不同的情景下可以分為異步信号安全和線程安全。異步信号安全可以看作是遞歸調用情況下的可重入。舉例如下：
//非可重入版本
int t;
void swap(int *x, int *y)
{
t = *x;
*x = *y;
// hardware interrupt might invoke isr() here!!
*y = t;
}
/
//異步信号安全版本，非線程安全
int t;
void swap(int *x, int *y)
{
int s;
s = t; // save global variable
t = *x;
*x = *y;
// hardware interrupt might invoke isr() here!
*y = t;
t = s; // restore global variable
}
//在信号處理函數中調用時，每次使用t之前都會進行備份，傳回之前還原t的值；是以在信号處理函數中調用是可重入的；
//如果用線上程中，則有可能線程切換之前未來得及還原t的值，導緻結果出錯，是以線上程切換中是不可重入的；
//由此可以看出，異步信号安全函數不一定是線程安全函數!
//線程安全的函數由于可能使用互斥鎖，在信号處理函數中遞歸調用會出現死鎖，是以線程安全的函數也不一定是異步信号安全的。
其它
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信号就像硬體中斷一樣，會打斷正在執行的指令序列。信号處理函數無法判斷捕獲到信号的時候，程序在何處運作。如果信号處理函數中的操作與打斷的函數的操作相同，而且這個操作中有靜态資料結構等，當信号處理函數傳回的時候（當然這裡讨論的是信号處理函數可以傳回），恢複原先的執行序列，可能會導緻信号處理函數中的操作覆寫了之前正常操作中的資料。
是以通常函數不可重入的原因在于：
- 函數使用靜态資料結構；
- 函數調用malloc和free.因為malloc通常會為所配置設定的存儲區維護一個連結表，而插入執行信号處理函數的時候，程序可能正在修改此連結表；
- 函數是标準IO函數，因為标準IO庫的很多實作都使用了全局資料結構；
- 函數會修改自身代碼，導緻多次調用不同代碼;
- 等等。
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即使對于可重入函數，在信号處理函數中使用也需要注意一個問題就是errno。一個線程中隻有一個errno變量，信号處理函數中使用的可重入函數也有可能會修改errno。例如，read函數是可重入的，但是它也有可能會修改errno。是以，正确的做法是在信号處理函數開始，先儲存errno；在信号處理函數退出的時候，再恢複errno。
例如，程式正在調用printf輸出，但是在調用printf時，出現了信号，對應的信号處理函數也有printf語句，就會導緻兩個printf的輸出混雜在一起。
如果是給printf加鎖的話，同樣是上面的情況就會導緻死鎖。對于這種情況，采用的方法一般是在特定的區域屏蔽一定的信号。
屏蔽信号的方法：
1> signal(SIGPIPE, SIG_IGN); //忽略一些信号
2> sigprocmask()
sigprocmask隻為單線程定義的
3> pthread_sigmask()
pthread_sigmasks可以在多線程中使用
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很多函數并不是線程安全的，因為他們傳回的資料是存放在靜态的記憶體緩沖區中的。通過修改接口，由調用者自行提供緩沖區就可以使這些函數變為線程安全的。作業系統實作支援線程安全函數的時候，會對POSIX.1中的一些非線程安全的函數提供一些可替換的線程安全版本。
例如,gethostbyname()是線程不安全的，在Linux中提供了gethostbyname_r()的線程安全實作。
函數名字後面加上”_r”，以表明這個版本是可重入的（對于線程可重入，也就是說是線程安全的，但并不是說對于信号處理函數也是可重入的，或者是異步信号安全的）。
- 多線程程式中常見的疏忽性問題
- 将指針作為新線程的參數傳遞給調用方棧，我就犯過這樣的錯…
- 在沒有同步機制保護的情況下通路全局記憶體的共享可更改狀态。
- 兩個線程嘗試輪流擷取對同一對全局資源的權限時導緻死鎖。其中一個線程控制第一種資源，另一個線程控制第二種資源。其中一個線程放棄之前，任何一個線程都無法繼續操作。
- 嘗試重新擷取已持有的鎖（遞歸死鎖）。
- 在同步保護中建立隐藏的間隔。如果受保護的代碼段包含的函數釋放了同步機制，而又在傳回調用方之前重新擷取了該同步機制，則将在保護中出現此間隔。結果具有誤導性。對于調用方，表面上看全局資料已受到保護，而實際上未受到保護。
- 将UNIX 信号與線程混合時，使用sigwait(2) 模型來處理異步信号。
- 調用setjmp(3C) 和longjmp(3C)，然後長時間跳躍，而不釋放互斥鎖。
- 從對*_cond_wait() 或*_cond_timedwait() 的調用中傳回後無法重新評估條件。
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如果一個函數對多個線程來說是可重入的，則說這個函數是線程安全的，但這并不能說明對信号處理程式來說該函數也是可重入的。
如果函數對異步信号處理程式的重入是安全的，那麼就可以說函數是”異步-信号安全”的。
參考文檔
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1. APUE第三版原版10.6&12.5，去閱讀原版而不是中文版(有道在手，天下我有:P)
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Reentrancy_(computing)
3. http://bbs.csdn.net/topics/310140183
4. http://stackoverflow.com/questions/9837343/difference-between-thread-safe-and-async-signal-safe
5. http://stackoverflow.com/questions/18198487/are-r-unix-calls-reentrant-async-signal-safe-thread-safe-or-both