Linux系统编程进阶:进程退出的三种方法及其与atexit函数的关系
一,进程终止有5种方式:
正常退出:
- 从main函数返回
- 调用exit
- 调用_exit
异常退出:
- 调用abort
- 由信号终止
二,exit和_exit区别:
关于_exit():
#include <unistd.h>
void _exit(int status);
#include <stdlib.h>
void _Exit(int status);
DESCRIPTION
The function _exit() terminates the calling process "immediately". Any
open file descriptors belonging to the process are closed; any children
of the process are inherited by process 1, init, and the process’s par-
ent is sent a SIGCHLD signal.
The value status is returned to the parent process as the process’s
exit status, and can be collected using one of the wait(2) family of
calls.
The function _Exit() is equivalent to _exit().
关于exit():
#include <stdlib.h>
void exit(int status);
DESCRIPTION
The exit() function causes normal process termination and the value of
status & 0377 is returned to the parent (see wait(2)).
All functions registered with atexit(3) and on_exit(3) are called, in
the reverse order of their registration. (It is possible for one of
these functions to use atexit(3) or on_exit(3) to register an addi-
tional function to be executed during exit processing; the new regis-
tration is added to the front of the list of functions that remain to
be called.) If one of these functions does not return (e.g., it calls
_exit(2), or kills itself with a signal), then none of the remaining
functions is called, and further exit processing (in particular, flush-
ing of stdio(3) streams) is abandoned. If a function has been regis-
tered multiple times using atexit(3) or on_exit(3), then it is called
as many times as it was registered.
All open stdio(3) streams are flushed and closed. Files created by
tmpfile(3) are removed.
The C standard specifies two constants, EXIT_SUCCESS and EXIT_FAILURE,
that may be passed to exit() to indicate successful or unsuccessful
termination, respectively.
和exit比较一下,exit()函数定义在stdlib.h中,而_exit()定义在unistd.h中,
注:exit()就是退出,传入的参数是程序退出时的状态码,0表示正常退出,其他表示非正常退出,一般都用-1或者1,标准C里有EXIT_SUCCESS和EXIT_FAILURE两个宏,用exit(EXIT_SUCCESS);
_exit()函数的作用最为简单:直接使进程停止运行,清除其使用的内存空间,并销毁其在内核中的各种数据结构;exit() 函数则在这些基础上作了一些包装,在执行退出之前加了若干道工序。
exit()函数与_exit()函数最大的区别就在于exit()函数在调用exit系统调用之前要检查文件的打开情况,把文件缓冲区中的内容写回文件,就是"清理I/O缓冲"。
exit()在结束调用它的进程之前,要进行如下步骤:
1.调用atexit()注册的函数(出口函数);按ATEXIT注册时相反的顺序调用所有由它注册的函数,这使得我们可以指定在程序终止时执行自己的清理动作.例如,保存程序状态信息于某个文件,解开对共享数据库上的锁等.
2.cleanup();关闭所有打开的流,这将导致写所有被缓冲的输出,删除用TMPFILE函数建立的所有临时文件.
3.最后调用_exit()函数终止进程。
_exit做3件事(man):
1,Any open file descriptors belonging to the process are closed
2,any children of the process are inherited by process 1, init
3,the process's parent is sent a SIGCHLD signal
exit执行完清理工作后就调用_exit来终止进程。
三,atexit()
atexit可以注册终止处理程序,ANSI C规定最多可以注册32个终止处理程序。
终止处理程序的调用与注册次序相反
#include <stdlib.h>
int atexit(void (*function)(void));
DESCRIPTION
The atexit() function registers the given function to be called at nor-
mal process termination, either via exit(3) or via return from the pro-
gram’s main(). Functions so registered are called in the reverse order
of their registration; no arguments are passed.
The same function may be registered multiple times: it is called once
for each registration.
POSIX.1-2001 requires that an implementation allow at least ATEXIT_MAX
(32) such functions to be registered. The actual limit supported by an
implementation can be obtained using sysconf(3).
When a child process is created via fork(2), it inherits copies of its
parent’s registrations. Upon a successful call to one of the exec(3)
functions, all registrations are removed.
RETURN VALUE
The atexit() function returns the value 0 if successful; otherwise it
returns a non-zero value.
示例程序:
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> void fun1() { printf("fun1 is called\n"); } void fun2() { printf("fun2 is called\n"); } int main(void) { printf("main function\n"); atexit(fun1); atexit(fun2); atexit(fun1); exit(EXIT_SUCCESS); }
运行结果:
当调用fork时,子进程继承父进程注册的atexit:
示例程序:
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #define ERR_EXIT(m) \ do\ {\ perror(m);\ exit(EXIT_FAILURE);\ }\ while (0)\ void fun1() { printf("fun1 is called\n"); } void fun2() { printf("fun2 is called\n"); } int main(void) { pid_t pid; pid = fork(); atexit(fun1); atexit(fun2); atexit(fun1); if(pid == -1) ERR_EXIT("fork error"); if(pid == 0){ printf("this is child process\n"); } if(pid > 0){ printf("this is parent process\n"); } return 0; }
运行结果:
当atexit注册的函数中有一个没有正常返回或被kill,则后续的注册函数都不会被执行
示例程序:
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <signal.h> void fun1() { printf("fun1 is called\n"); } void fun2() { printf("fun2 is called\n"); kill(getpid(),SIGINT); } int main(void) { printf("main function\n"); if(signal(SIGINT,SIG_DFL) == SIG_ERR){ perror("signal error"); exit(EXIT_FAILURE); } atexit(fun1); atexit(fun2); atexit(fun1); exit(EXIT_SUCCESS); }
运行结果:
可见最后那个fun1没有执行
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windows下进程间通信的(13种方法)-摘 要 本文讨论了进程间通信与应用程序间通信的含义及相应的实现技术,并对这些技术的原理、特性等进行了深入的分析和比较。 ---- 关键词 信号 管道 消息队列 共享存储段 信号灯 远程过程调用 Socket套接字 MQSeries 1 引言 ---- 进程间通信的主要目的是实现同一计算机系统内部的相互协作的进程之间的数据共享与信息交换,由于这些进程处于同一软件和硬件环境下,利用操作系统提供的的编程接口,用户可以方便地在程序中实现这种通信;应用程序间通信的主要目的是实现不同计算机系统中的相互协作的应用程序之间的数据共享与信息交换,由于应用程序分别运行在不同计算机系统中,它们之间要通过网络之间的协议才能实现数据共享与信息交换。进程间通信和应用程序间通信及相应的实现技术有许多相同之处,也各有自己的特色。即使是同一类型的通信也有多种的实现方法,以适应不同情况的需要。 ---- 为了充分认识和掌握这两种通信及相应的实现技术,本文将就以下几个方面对这两种通信进行深入的讨论:问题的由来、解决问题的策略和方法、每种方法的工作原理和实现、每种实现方法的特点和适用的范围等。 2 进程间的通信及其实现技术 ---- 用户提交给计算机的任务最终都是通过一个个的进程来完成的。在一组并发进程中的任何两个进程之间,如果都不存在公共变量,则称该组进程为不相交的。在不相交的进程组中,每个进程都独立于其它进程,它的运行环境与顺序程序一样,而且它的运行环境也不为别的进程所改变。运行的结果是确定的,不会发生与时间相关的错误。 ---- 但是,在实际中,并发进程的各个进程之间并不是完全互相独立的,它们之间往往存在着相互制约的关系。进程之间的相互制约关系表现为两种方式: ---- (1) 间接相互制约:共享CPU ---- (2) 直接相互制约:竞争和协作 ---- 竞争——进程对共享资源的竞争。为保证进程互斥地访问共享资源,各进程必须互斥地进入各自的临界段。 ---- 协作——进程之间交换数据。为完成一个共同任务而同时运行的一组进程称为同组进程,它们之间必须交换数据,以达到协作完成任务的目的,交换数据可以通知对方可以做某事或者委托对方做某事。 ---- 共享CPU问题由操作系统的进程调度来实现,进程间的竞争和协作由进程间的通信来完成。进程间的通信一般由操作系统提供编程接口,由程序员在程序中实现。UNIX在这个方面可以说最具特色,它提供了一整套进程间的数据共享与信息交换的处理方法——进程通信机制(IPC)。因此,我们就以UNIX为例来分析进程间通信的各种实现技术。 ---- 在UNIX中,文件(File)、信号(Signal)、无名管道(Unnamed Pipes)、有名管道(FIFOs)是传统IPC功能;新的IPC功能包括消息队列(Message queues)、共享存储段(Shared memory segment)和信号灯(Semapores)。 ---- (1) 信号 ---- 信号机制是UNIX为进程中断处理而设置的。它只是一组预定义的值,因此不能用于信息交换,仅用于进程中断控制。例如在发生浮点错、非法内存访问、执行无效指令、某些按键(如ctrl-c、del等)等都会产生一个信号,操作系统就会调用有关的系统调用或用户定义的处理过程来处理。 ---- 信号处理的系统调用是signal,调用形式是: ---- signal(signalno,action) ---- 其中,signalno是规定信号编号的值,action指明当特定的信号发生时所执行的动作。 ---- (2) 无名管道和有名管道 ---- 无名管道实际上是内存中的一个临时存储区,它由系统安全控制,并且独立于创建它的进程的内存区。管道对数据采用先进先出方式管理,并严格按顺序操作,例如不能对管道进行搜索,管道中的信息只能读一次。 ---- 无名管道只能用于两个相互协作的进程之间的通信,并且访问无名管道的进程必须有共同的祖先。 ---- 系统提供了许多标准管道库函数,如: pipe——打开一个可以读写的管道; close——关闭相应的管道; read——从管道中读取字符; write——向管道中写入字符; ---- 有名管道的操作和无名管道类似,不同的地方在于使用有名管道的进程不需要具有共同的祖先,其它进程,只要知道该管道的名字,就可以访问它。管道非常适合进程之间快速交换信息。 ---- (3) 消息队列(MQ) ---- 消息队列是内存中独立于生成它的进程的一段存储区,一旦创建消息队列,任何进程,只要具有正确的的访问权限,都可以访问消息队列,消息队列非常适合于在进程间交换短信息。 ---- 消息队列的每条消息由类型编号来分类,这样接收进程可以选择读取特定的消息类型——这一点与管道不同。消息队列在创建后将一直存在,直到使用msgctl系统调用或iqcrm -q命令删除它为止。 ---- 系统提供了许多有关创建、使用和管理消息队列的系统调用,如: ---- int msgget(key,flag)——创建一个具有flag权限的MQ及其相应的结构,并返回一个唯一的正整数msqid(MQ的标识符); ---- int msgsnd(msqid,msgp,msgsz,msgtyp,flag)——向队列中发送信息; ---- int msgrcv(msqid,cmd,buf)——从队列中接收信息; ---- int msgctl(msqid,cmd,buf)——对MQ的控制操作; ---- (4) 共享存储段(SM) ---- 共享存储段是主存的一部分,它由一个或多个独立的进程共享。各进程的数据段与共享存储段相关联,对每个进程来说,共享存储段有不同的虚拟地址。系统提供的有关SM的系统调用有: ---- int shmget(key,size,flag)——创建大小为size的SM段,其相应的数据结构名为key,并返回共享内存区的标识符shmid; ---- char shmat(shmid,address,flag)——将当前进程数据段的地址赋给shmget所返回的名为shmid的SM段; ---- int shmdr(address)——从进程地址空间删除SM段; ---- int shmctl (shmid,cmd,buf)——对SM的控制操作; ---- SM的大小只受主存限制,SM段的访问及进程间的信息交换可以通过同步读写来完成。同步通常由信号灯来实现。SM非常适合进程之间大量数据的共享。 ---- (5) 信号灯 ---- 在UNIX中,信号灯是一组进程共享的数据结构,当几个进程竞争同一资源时(文件、共享内存或消息队列等),它们的操作便由信号灯来同步,以防止互相干扰。 ---- 信号灯保证了某一时刻只有一个进程访问某一临界资源,所有请求该资源的其它进程都将被挂起,一旦该资源得到释放,系统才允许其它进程访问该资源。信号灯通常配对使用,以便实现资源的加锁和解锁。 ---- 进程间通信的实现技术的特点是:操作系统提供实现机制和编程接口,由用户在程序中实现,保证进程间可以进行快速的信息交换和大量数据的共享。但是,上述方式主要适合在同一台计算机系统内部的进程之间的通信。 3 应用程序间的通信及其实现技术 ---- 同进程之间的相互制约一样,不同的应用程序之间也存在竞争和协作的关系。UNIX操作系统也提供一些可用于应用程序之间实现数据共享与信息交换的编程接口,程序员可以通过自己编程来实现。如远程过程调用和基于TCP/IP协议的套接字(Socket)编程。但是,相对普通程序员来说,它们涉及的技术比较深,编程也比较复杂,实现起来困难较大。 ---- 于是,一种新的技术应运而生——通过将有关通信的细节完全掩盖在某个独立软件内部,即底层的通讯工作和相应的维护管理工作由该软件内部来实现,用户只需要将通信任务提交给该软件去完成,而不必理会它的具体工作过程——这就是所谓的中间件技术。 ---- 我们在这里分别讨论这三种常用的应用程序间通信的实现技术——远程过程调用、会话编程技术和MQSeries消息队列技术。其中远程过程调用和会话编程属于比较低级的方式,程序员参与的程度较深,而MQSeries消息队列则属于比较高级的方式,即中间件方式,程序员参与的程度较浅。 ---- 4.1 远程过程调用(RPC)
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