В чём разница между потоко-безопасностью (thread-safety) и повторной входимостью (re-entrancy)?

Это перевод The difference between thread-safety and re-entrancy. Автор: Реймонд Чен.

Это две связанные, но не идентичные концепции.

Операция является "потоко-безопасной", если она может быть безопасно вызывана из многих потоков, даже если вызов получился одновременных в двух разных потоках.

Операция является повторно-входимой, если можно начать повторное выполнение этой же операции, пока идёт выполнение самой операции (возможно, в другом контексте). Это более сильная концепция, чем потоко-безопасность, потому что попытка запустить операцию повторно также может исходить из того же потока.

Рассмотрим такую функцию:

var
  S: PChar = nil;
  Len: Integer = 0;

// Примечание: т.к. строки заканчиваются нулём,
// то если мы хотим добавить 0, мы записываем его
// как '\'#0, а сам '\' записываем как '\\'.

// ВНИМАНИЕ! Этот код - бажный, не используйте!

procedure AddToString(const ch: Char);
var
  newString: PChar;
begin
  EnterCriticalSection(someCriticalSection);
  try
    // +1 для добавляемого символа
    // +1 для терминатора
    newString := ReallocMem(S, (Len + 1) * SizeOf(Char));
    if (ch = #0) or (ch = '\') then
      AddToString('\'); // escape-префикс
    newString[Len] := ch;
    Inc(Len);
    newString[Len] := #0;
    S := newString;
  finally
    LeaveCriticalSection(someCriticalSection);
  end;
end;

Эта функция является потоко-безопасной, потому что критическая секция не даёт двум потокам одновременно добавлять символ в строку. Однако, она не является повторно-входимой.

Внутренний вызов AddToString происходит в тот момент, когда структуры данных находятся в нестабильном состоянии. В момент вызова мы можем повторно войти в функцию AddToString (когда ch равен #0 или '\'), и хотя критическая секция даст нам это сделать, но в этот раз мы попытаемся вызвать ReallocMem для указателя S, который сейчас уже неверен - он устарел в момент вызова ReallocMem в вызывающем (первом вызове AddToString).