《APUE》读书笔记—第七章进程环境

　本章主要介绍了Unix进程环境，包含main函数是如何被调用的，命令行参数如何传递，存储方式布局，分配存储空间，环境变量，进程终止方法，全局跳转longjmp和setjmp函数及进程的资源限制。

　　main函数的原型为int main(int argc,char *argv[]);其中argc是命令行参数的数目，argv是指向参数的各个指针构成的数组。当内核执行C程序时，使用一个exec函数，在调用main函数前线调用一个特殊的启动例程，从内核获取命令行参数和环境变量。

　　进程终止分为正常终止和异常终止。正常终止包括：（1）从main返回，（2）调用exit()；（3）调用_exit或者_Exit()；（4）最后启动一个线程从其启动例程返回；（5）最后一个线程调用pthread_exit。异常终止包括：（1）调用abort()；（2）接收到一个信号并终止；（3）最后一个线程对取消请求做出响应。

1、exit函数系列：_exit和_Exit函数立即进入内核，而exit函数则执行清理处理（如关闭标准I/O流，执行各终止处理程序）。在main函数执行return (0)与exit(0)是等价的。

#include
void _exit(int status);
#include
void exit(int status);
void _Exit(int status);

2、atexit函数，用来登记终止处理程序，一个进程可以登记多达32个函数，这些函数将有exit自动调用，调用顺序与登记顺序相反，同一个函数可以登记多次，则也会被调用多次。函数原型如下：

#include <stdlib.h>
int atexit(void (*function)(void));  //成功返回0，否则返回非0值

一个C程序启动和终止的过程如下图所示：

内核使程序执行的唯一方法是调用一个exec函数，终止的唯一方法是显式或者隐式地通过exit函数调用_exit()或_Exit()，也可以非自愿的由一个信号使其终止。

写个程序进程练习，程序如下：

#include 
#include 
 
 void exit_func1();
 void exit_func2();

int main()
 {
     //登记终止处理函数
     atexit(exit_func2);
     atexit(exit_func1);
     atexit(exit_func2);
     printf("Test exit and atexit.\n");
     exit(0);
 }
 
 void exit_func1()
 {
     printf("exit_func1() is called.\n");
 }
 void exit_func2()
 {
     printf("exit_func2() is called.\n");
 }

程序执行结果如下：

命令行参数，当执行一个程序时，调用exec的进程可将命令行参数传递给该新程序，进程间通信数据传输进程用到。写个程序输出其命令行参数，程序如下：

 #include 
 #include 
  
 int main(int argc,char *argv[])
 {
     int i;
    for(i=0;i

测试结果如下：

C程序的存储空间布局：

存储器分配函数：

#include
void *malloc(size_t size);
void *calloc(size_t nmemb,size_t size);
void *realloc(void *ptr, size_t size); //更改以前分配区的长度

void free(void *ptr);

写个程序练习函数的使用：

#include 
#include 
#include 
 
 int main()
 {
      int n;
     int *pData;
     printf("Enter the number: ");
     scanf("%d",&n);
     pData = (int*)malloc(sizeof(int)*n);
     memset(pData,0,sizeof(int)*n);
     printf("pData address is :%p\n",pData);
     free(pData);
     pData = (int*)calloc(n,sizeof(int));
     printf("pData address is :%p\n",pData);
     pData=realloc(pData,sizeof(int)*(n+10));
     printf("pData address is :%p\n",pData);
     free(pData);
    exit(0);
 }

环境变量：形式为name=value，环境变量可以在用进程进程间通信，exec函数可以通过环境变量进程传参数，例如在CGI程序中用到HTTP协议get和post方法对应的环境变量。环境变量可用于所有的子进程，这包括编辑器、脚本和应用。环境变量操作函数如下：

#include
char *getenv(const char *name); //指向与name关联的value的指针
int putenv(char *string);  //取形式为name=value的字符串，将其放到环境表中
int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite); //将name设置为value
int unsetenv(const char *name);  //删除name的定义

int clearenv(void); //删除环境表中所有项

写个程序进行环境变量的读取设置及删除。程序如下：

#include 
#include 
#include 
 
 int main()
 {
     char *name;
     char *value;
     char *str = "LENGTH=10";
     char *pvalue;
     name = "QUERY";
     value = "Hello,world";
     //设置环境变量，1表示若那么存在，则先先删除
     setenv(name,value,1);
     //用字符串设置环境变量
     putenv(str);
     //取环境变量的值
     pvalue = getenv(name);
     printf("%s=%s\n",name,pvalue);
     pvalue = getenv("LENGTH");
     printf("LENGTH=%s\n",pvalue);
     unsetenv("LENGTH");
     //取系统HOME环境变量的值
     pvalue = getenv("HOME");
     printf("HOME=%s\n",pvalue);
     exit(0);
 }

程序执行结果如下：

全局跳转函数setjmp和longjmp：解决跨越函数跳跃，处理发生在深层次嵌套函数调用中出错情况非常有用。全局或者静态变量的值在执行longjmp是保持不变。函数原型如下：

int clearenv(void);
#include
int setjmp(jmp_buf env);　　//返回值为0为直接调用，从longjmp调用返回非0值
int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savesigs);

　　一般用法是：设置一个全局的jmp_buf变量，在主进程中调用setjmp()设置跳转变量，如果后面的函数出现错误，调用longjmp设置一个值，说明函数调用出错。写个程序来表达用法，程序如下：

 #include 
 #include 
 #include 
 #include 
 
 void func1();
 void func2();
  void func3();
 //定义一个全局的跳转变量
 jmp_buf jmpbuffer;
 
 int main()
 {
     int ret;
    //获取返回值，0为直接调用
     ret=setjmp(jmpbuffer);
     switch(ret)
     {
     case 1:
         printf("func1 is error.\n");
        exit(-1);
     case 2:
         printf("func2 is error.\n");
         exit(-1);
     case 3:
         printf("func3 is error.\n");
         exit(-1);
     }
     func1();
     exit(0);
 }
 void func1()
 {
     //longjmp(jmpbuffer,1);
     func2();
 }
 void func2()
 {
     //longjmp(jmpbuffer,2);
     func3();
 }
 void func3()
 {
     //设置跳转
     longjmp(jmpbuffer,3);
 }

程序执行结果如下：

进程资源限制函数：getrlimit和setrlimit，资源结果和函数原型如下：

struct rlimit {
    rlim_t rlim_cur;  /* Soft limit */
    rlim_t rlim_max;  /* Hard limit (ceiling for rlim_cur) */
};

#include
int getrlimit(int resource, struct rlimit *rlim);
int setrlimit(int resource, const struct rlimit *rlim);