使用 sprintf 和 printf 时的 C 线程安全语言环境/编码答案

【问题标题】：C Thread safe locale/encoding when using sprintf and printf使用 sprintf 和 printf 时的 C 线程安全语言环境/编码
【发布时间】：2019-11-19 20:42:25
【问题描述】：

这个问题与我目前想做的事情无关，但我在阅读 sprintf() printf() 和 setlocale() 的 (GNU/Linux/ISO-C) 文档时想知道的事情。

假设问题：

想象一个多线程应用程序，它使用 printf/scanf 系列在一个线程上进行用户面对的文本输出，并在 上使用 printf/scanf 进行文件甚至网络 I/O >另一个线程。现在想象一个场景，该应用程序需要为不同类型的 I/O 使用不同的编码/语言环境。设置语言环境/编码的方法是使用setlocale()，它在Linux Programmer's Manual 中明确标记为“MT-Unsafe”。

ISO/IEC 9899:2018 在 7.11.1.1 中有以下内容

对 setlocale 函数的调用可能会与对 setlocale 的其他调用引入数据竞争函数或调用受当前语言环境影响的函数。实施应表现得好像没有库函数调用 setlocale 函数。

据我所知，这使得标准 C 没有标准方法来处理前面描述的情况。（这不涉及线程之间不必要的同步，否则不会干扰）

请注意，POSIX 指定了专门为此而设计的 uselocale() 函数。但这不是嵌入式或多平台代码的解决方案。

问题：

是否有一种可移植且不繁琐的方式来处理此类情况，而无需借助自定义库
如果不是这样：从标准中省略此类功能的原因可能是什么

TL;DR: 如何处理多线程编码（POSIX 之外）？

【问题讨论】：

标签： c multithreading encoding printf locale

【解决方案1】：

一旦程序变为多线程，您就不能在程序中安全地使用setlocale。如果您需要多个语言环境，则需要 newlocale/uselocale API 用于线程本地或一流的语言环境对象，而不是 setlocale。

【讨论】：

【解决方案2】：

也许通过使用或多或少的标准互斥锁？例如。如How to Use C Mutex Lock Examples for Linux Thread Synchronization 所述：

简介

我们雇用pthread.h。线程管理将是：

...
pthread_t tid[2];
pthread_create(&(tid[i]), NULL, &doSomeThing, NULL);
pthread_join(tid[0], NULL);
pthread_join(tid[1], NULL);
...

一个互斥体被初始化，然后通过调用以下两个函数来获得一个锁：

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

可以通过调用以下函数来解锁和销毁互斥锁：

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

实例

让我们看一段使用互斥锁进行线程同步的代码：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<pthread.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>

pthread_t tid[2];
int counter;
pthread_mutex_t lock;

void* doSomeThing(void *arg)
{
    pthread_mutex_lock(&lock);

    unsigned long i = 0;
    counter += 1;
    printf("\n Job %d started\n", counter);

    for(i=0; i<(0xFFFFFFFF);i++);

    printf("\n Job %d finished\n", counter);

    pthread_mutex_unlock(&lock);

    return NULL;
}

int main(void)
{
    int i = 0;
    int err;

    if (pthread_mutex_init(&lock, NULL) != 0)
    {
        printf("\n mutex init failed\n");
        return 1;
    }

    while(i < 2)
    {
        err = pthread_create(&(tid[i]), NULL, &doSomeThing, NULL);
        if (err != 0)
            printf("\ncan't create thread :[%s]", strerror(err));
        i++;
    }

    pthread_join(tid[0], NULL);
    pthread_join(tid[1], NULL);
    pthread_mutex_destroy(&lock);

    return 0;
}

【讨论】：