printf不是可重入函数

### 为何 `printf` 不是可重入函数

在多线程环境中，如果一个函数能够被多个线程调用而不会引发数据竞争或其他不确定行为，则该函数被认为是可重入的。然而，在C编程中，标准库中的某些函数并不是可重入的，其中就包括了 `printf` 函数。

#### 静态缓冲区的存在

`printf` 使用内部静态缓冲区来构建待打印字符串[^3]。当两个或更多的线程几乎同时尝试执行此操作时，可能会发生冲突。因为这些线程共享同一块内存区域用于准备输出内容，所以可能导致其中一个线程覆盖另一个线程的数据，从而造成不可预测的结果。

#### 标准错误和输出流的状态管理

除了上述原因外，`printf` 还涉及对全局文件指针如 stdout 和 stderr 的访问与修改。由于这类资源也是由整个程序范围内所有活动单元共同使用的，因此它们同样构成了潜在的竞争条件源头。即使每次单独调用看起来都是安全无害的，但在并发场景下却可能变得不稳定[^4]。

为了确保线程安全性并实现更可靠的日志记录机制，开发者通常会选择其他替代方案：

- **使用线程同步原语**：通过互斥锁等方式保护临界区内对非重入函数（比如 `printf`）的操作。

- **采用专门设计的安全APIs**：例如 POSIX 提供了一些带有 `_r` 后缀的变体版本（像 `flockfile()` / `funlockfile()`），允许程序员显式锁定特定 I/O 流；还有 GNU C 库里的 vfprintf_l() 可以为不同 locale 设置提供更好的隔离性支持。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

// 定义互斥量以控制对 printf 访问
static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void safe_print(const char *msg){
    // 加锁前先获取锁
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    
    // 执行实际打印工作
    printf("%s\n", msg);

    // 解除锁定状态以便后续调用者可以继续前进
    pthread_mutex_unlock(&mutex);   
}