UNIX(编程-进程处理):01---进程终止、处理函数(exit、_exit、_Exit、atexit、on_exit)

一、进程的终止方式

• 五种正常终止的方式：

从main返回	在main函数内执行return语句
调用exit	调用exit函数。此函数由ISO C定义，其操作包括调用各终止处理程序（终止处理程序再调用atexit函数时登记），然后关闭所有标准I/O流等。因为ISO C并不处理文件描述符、 多进程（父、子进程）以及作业控制，所以这一定义对UNIX系统而言是不完整的
调用_exit或_Exit
最后一个线程从其启动例程返回
从最后一个线程调用pthread_exit

• 异常终止的3种方式：

调用abort	调用abort。它产生SIGABRT信号，所以是下一种异常终止的一种特
接到一个信号	当进程接收到某个信号时。信号可由进程本身（如调用abort函数）、其他进程和内核产生。例如，进程引用地址空间之外的存储单元，或者除以0，内核就会为该进程产生相应的信号
最后一个线程对取消请求做出响应

• 不管进程如何终止，最后都会执行内核中的同一段代码。这段代码为相应进程关闭所有打开描述符，释放它所使用的存储器等等

进程终止状态

• 对上述任意一种终止情形，我们都希望终止进程能够通知其父进程它是如何终止的。对于exit、_exit、_Exit，实现这一点的方法是，将其退出状态作为参数传送给函数。在异常终止情况，内核（不是进程本身）产生一个指示其异常终止原因的终止状态（ termination status）
• 在任意一种情况下，该终止进程的父进程都能用wait或waitpid函数取得其终止状态

子进程在父进程之前终止，父进程如何获取子进程的终止状态？

• 内核为每个终止子进程保存了一定量的信息，所以当终止进程的父进程调用wait或waitpid时，可以得到有关信息。这种信息至少包括进程ID、该进程的终止状态、以反该进程使用的CPU时间总量。内核可以释放终止进程所使用的所有存储器，关闭其所有打开文件

二、exit、_exit、_Exit

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

#include 
void _exit(int status);

• 3个函数都用于正常终止一个程序
• _exit和_Exit立即进入内核。exit则先执行一些清理处理（例如关闭所有由内核打开的描述符），再返回内核

参数可取得值

• 0：表示进程正常结束
• 1~255：表示进程出错结束

• C标准指定了两个常量也可以传递给exit作为参数使用：

  • EXIT_SUCCESS：成功退出
  • EXIT_FAILURE：出错退出

//stdio.h中

#define EXIT_SUCCESS 0
#define EXIT_FAILURE 1

三、进程终止状态

• exit、_exit、_Exit这三个函数都带一个整型参数，称为终止状态（或退出状态）

未定义的进程终止状态

• 如果程序符合下面的某一条件，那么就说这个进程的终止状态是未定义的：
  • ①若调用这些函数时不带终止状态
  • ②main执行了一个无返回值的return语句
  • ③main没有声明返回类型为整型
• 案例：执行下面没有返回值的main函数，其终止码是随机的

#include 
main()
{
    printf("hello, world\n");
}

 

• 如果使用gcc的1999 ISO C标准，就会提示警告信息

• 如果main的返回类型为整型，并且main执行到最后一条语句时返回（隐式返回），那么该进程的终止状态是0
• main函数（仅限main函数）调用return和调用exit是等价的。例如，下面都返回0

exit(0); //等价于return(0);

四、return和exit区别

概念一：

• 如果main函数返回一个整型以及用exit代替return，对某些C编译程序和UNIX  lint(1)程序而言会产生不必要的警告信息，因为这些编译程序并不了解main中的exit与return语句的作用相同

概念二：

• 避开这种警告信息的一种方法是：在main中使用return语句而不是exit。但是这样做的结果是不能用UNIX  的grep实用程序来找出程序中所有的exit调用

概念三：

• 另外一个解决方法是将main说明为返回void而不是int，然后仍旧调用exit。这也避开了编译程序的警告，但从程序设计角度看却 并不正确，而且会产生其他的编译编辑警告，因为main的返回类型应当是带符号的整型

• ISO C和POSIX.1定义main返回整型

五、atexit()函数

#include 
int atexit(void (*func)(void));

//参数：函数指针
//返回值：成功返回0，失败返回非0

• 功能与特点：
  • 这个函数用于登记终止处理程序
  • atexit先登记的终止函数后执行，后登记的先执行
  • 一个函数可以被登记多次
• 什么是终止处理程序？
  • 程序结束时，main函数结束之后还可以调用登记函数
  • ISO C规定，一个进程可以登记多至32个函数
• atexit()与exit()的关系：
  • atexit()来登记终止处理程序
  • 然后exit()自动调用atexit()登记的这些终止处理程序
• 根据ANSI  C和POSIX.1，exit首先调用各终止处理程序，然后关闭（通过fclose）所有的打开流。POSIX.1扩展ISO C标准，它说明，如若程序调用exec函数族中的任一函数，则将清除所有已安装的终止处理程序
• 注意，内核使程序执行的唯一方法是调用一个exec函数。进程自愿终止的唯一方法是显式或隐式地(调用exit)调用_exit。进程也可非自愿地由一个信号使其终止

进程的开启与终止流程图

演示案例

#include 
#include 
static void my_exit1(void);
static void my_exit2(void);
int main(void)
{
    if (atexit(my_exit2) != 0)
        perror("can’t register my_exit2");
    if (atexit(my_exit1) != 0)
        perror("can’t register my_exit1");
    if (atexit(my_exit1) != 0)
        perror("can’t register my_exit1");
    printf("main is done\n");
    return(0);
}
static void my_exit1(void){
    printf("first exit handler\n");
}
static void my_exit2(void){
    printf("second exit handler\n");
}

六、on_exit()函数

#include 
int on_exit(void (*function)(int , void *), void *arg);

//返回值：成功返回0;否则返回非零值

• on_exit()与atexit()函数相同，都是用于登记终止处理程序
• 特点也与atexit()函数相同

参数：

• 参数1：进程终止处理函数（参数1为调用on_exit()函数进程的退出码，参数2为附加信息，为void*类型）
• 参数2：传递给on_exit()参数1所绑定的函数的第2个参数

演示案例

• 子进程绑定两个on_exit函数。父进程等待子进程结束

#include 
#include 
#include 
#include 

void On_exit1(int status,void *arg)
{
    printf("%s：child exit,exit code is %d\n",(char*)arg,status);
}

void On_exit2(int status,void *arg)
{
    printf("%s：child exit,exit code is %d\n",(char*)arg,status);
}

int main()
{
    pid_t pid;
    int status;
    if((pid=fork())==-1){
        perror("fork");
        exit(1);
    }else if(pid==0){
        printf("I am child,pid=%d\n",getpid());
        sleep(1);
        char buff1[]="On_exit1 function";
        char buff2[]="On_exit2 function";
        on_exit(On_exit1,buff1);
        on_exit(On_exit2,buff2);
        exit(2);
    }else{
        printf("I am father,pid=%d\n",getpid());
    }

    if(wait(&status)<=0){
        perror("wait");
        exit(2);
    }
    printf("wait success,status code :%d\n",WEXITSTATUS(status));
    exit(0);
}

七、僵死进程案例

演示案例

• 子进程先结束，但是父进程处于sleep状态，因此子进程就变为僵死进程了

#include
#include
#include

int main()
{
	pid_t pid;
	if((pid=fork())==-1)
		perror("fork");
	else if(pid==0)
	{
		printf("child_pid pid=%d\n",getpid());
		exit(0);
	}
	sleep(3);
	//子进程已经结束了，但是父进程没有对子进程进行任何处理，wait、waitpid之类的
	system("ps");
	exit(0);
}

• 更改上面的案例，在父进程调用wait之前和调用wait之后都执行一次system("ps")。可以看到父进程之后wait处理子进程之后，子进程的僵死状态消失了

#include
#include
#include

int main()
{
	pid_t pid;
	if((pid=fork())==-1)
		perror("fork");
	else if(pid==0)
	{
		printf("child_pid pid=%d\n",getpid());
		exit(0);
	}
	sleep(3);
	printf("****before wait:\n");
	system("ps");
	wait(NULL);
	printf("****after wait:\n");
	system("ps");
	exit(0);
}

八、父进程在子进程终止之前终止案例

•  让子进程sleep(2)，父进程sleep(1)，使父进程先结束。子进程之后就被init进程领养了

#include 
#include 
#include 
int main()
{
    pid_t pid;
    if((pid=fork())<0){
        perror("frok");
        exit(1);
    }else if(pid==0){
        printf("I am child,myPid=%d,ppid=%d\n",getpid(),getppid());
        sleep(2);
        printf("I am child,myPid=%d,Ppid=%d\n",getpid(),getppid());
        exit(0);
    }else{
        printf("I am father,myPid=%d\n",getpid());
        sleep(1);
        exit(0);
    }
}