本文转载自微信公众号《非典型技术宅》，作者是懵懂少年。转载本文请联系非典型技术宅公众号。前言Linux开发应该或多或少听过大名鼎鼎的list.h，它的设计简洁大方，一个头文件就完成了一个高可用的链表。但是list.h不是线程安全的。在多线程环境下使用时，必须考虑多线程数据同步的问题。然而。...我用互斥锁保护链表运行后，还是被骗了！下面详细分析骗我的list_for_each_entry和list_for_each_entry_safe这两个函数。list.h单线程使用list.h有很多值得学习的地方，比如最经典的container_of实现。这里我们只介绍几个常用的函数，然后着重分析在使用多线程时遇到的陷阱。链表初始化和添加节点首先定义一个链表和链表节点，定义一个商品，它的属性是商品重量（weight）。typedefstructproduct_s{structlist_headproduct_node;uint32_tindex;uint32_tweight;}product_t;//初始化链表头LIST_HEAD(product_list);生产者生产完产品后，将产品添加到链表中，等待消费者使用。voidproducer(void){product_t*product=malloc(sizeof(product_t));//产品重量为300±10product->weight=290+rand()%20;printf("product:%p,weight%d\n",产品,产品->重量);list_add_tail(&product->product_node,&product_list);}遍历链表使用list_for_each_entry遍历链表：//遍历并打印链表信息voidprint_produce_list(void){product_t*product;list_for_each_entry(product,&product_list,product_node){printf("manufactureproduct:%p,weight%d\n",product,product->weight);}}具体实现是用一个宏来代替for循环的初始条件和完成条件：#definelist_for_each_entry(pos,head,member)\for(pos=list_first_entry(head,typeof(*pos),member);\&pos->member!=(head);\pos=list_next_entry(pos,member))其中for循环的第一个pos的参数=list_first_entry(head,typeof(*pos),member);初始化为链表头指向的第一个实体链表成员。第二个参数&pos->member!=(head)是退出条件，当pos->member再次指向链表的头部时，就会退出for循环。for的第三个参数通过pos->member.next指针遍历整个实体链表，当pos->member.next再次指向我们的链表头时跳出for循环。但是list_for_each_entry不能删除遍历循环体中的节点，因为删除循环体中的链表节点后，当前节点的前驱节点和后继节点指针会被清空。在for循环的第三个参数中，当获取到下一个节点时，会发生非法指针访问。《安全遍历链表》为了解决链表遍历过程中无法删除节点的问题，在list.h中提供了一个安全删除节点的函数//删除权重小于300的节点voidremove_unqualified_produce(void){product_t*product,*temp;list_for_each_entry_safe(product,temp,&product_list,product_node){//移除重量小于300的产品if(product->weight<300){printf("removeproduct:%p,weight%d\n",product,product->weight);list_del(&product->product_node);free(product);}}}是通过中间变量实现的，每次开始执行循环体之前，保存当前节点的下一个节点给一个中间变量，从而实现“安全”遍历#definelist_for_each_entry_safe(pos,n,head,member)\for(pos=list_first_entry(head,typeof(*pos),member),\n=list_next_entry(pos,member);\&pos->member!=(head);\pos=n,n=list_next_entry(n,member))在多线程中使用list.h上面我们创建了pro主线程中的ducts，放入链表中，过滤出权重小于300的产品。后面我们在多线程中消费产品（两个线程同时消费链表的数据，删除释放使用后的节点）。这里的逻辑和单线程中类似，也是遍历链表，然后删除链表中的节点。不同的是，由于list.h本身没有锁，所以需要使用互斥量来保护链表的运行。所以自然有下面的代码void*consumer(void*arg){product_t*product,*temp;//使用互斥量来保护链表pthread_mutex_lock(&producer_mutex);list_for_each_entry_safe(product,temp,&product_list,product_node){list_del(&product->product_node);printf("consumeproduct:%p,weight%d,consumer:%p\n",product,product->weight,(void*)pthread_self());pthread_mutex_unlock(&producer_mutex);//休眠一会，防止太快usleep(10*1000);free(product);pthread_mutex_lock(&producer_mutex);}pthread_mutex_unlock(&producer_mutex);returnNULL;}在上面的代码中，在对链表进行操作时，被链接的列表受互斥锁保护，因此一次只有一个线程可以访问链表。但是你觉得这样就可以了吗？如果是这样的话，这篇文章就没有存在的必要了。..当两个线程同时遍历时，即使加了锁，数据访问也不安全。在用于遍历的list_for_each_entry_safe宏中，用一个零时变量对保存当前链表的下一个节点。但是，当多个线程访问链表时，有可能零时变量保存的节点被另一个线程删除，所以访问时很容易找到Segmentationfault后记的原因。至于解决方法，我是用一个全局的零时间变量保存下一个需要删除的节点，手动实现多线程的“安全删除”。//Consumervoid*consumer(void*arg){product_t*product;//使用mutex保护链表pthread_mutex_lock(&producer_mutex);list_for_each_entry(product,&product_list,product_node){temp=list_next_entry(product,product_node);list_del(&product->product_node);printf("consumeproduct:%p,weight%d,consumer:%p\n",product,product->weight,(void*)pthread_self());pthread_mutex_unlock(&producer_mutex);//休眠一会，防止太快usleep(10*1000);free(product);pthread_mutex_lock(&producer_mutex);if(temp!=NULL){product=list_prev_entry(temp,product_node);}}pthread_mutex_unlock(&producer_mutex);returnNULL;}一个晚上找到错误，另一个晚上记录它。据说klist.h是list.h的线程安全版本，后面会花点时间研究一下，今天先睡了。..
