回收进程用户空间资源 exit()函数 _exit()函数 atexit()函数 on_exit()函数

摘要：本文主要讲述进程的终止方式，以及如何使用exit()函数来终止进程，回收进程用户空间资源；分析了exit()函数与_exit()函数，return关键字的差异.同时详细解读了如何使用atexit()和on_exit()函数来注册终止处理程序.

进程终止、回收资源

1.进程终止方式

    在内核中，程序执行的唯一方法是调用一个exec函数.而进程自愿终止的唯一方法是显示或隐式地调用_exit()或_Exit().
    进程有5种正常终止方式：
（1）常见的一种是，在main函数中执行return语句，这点是等效于调用exit().
（2）调用exit()函数，其操作包括调用终止处理程序（由atexit()或on_exit()函数注册，下文再细细说来），然后关闭所有IO流等.
（3）调用_exit或_Exit函数.
（4）进程的最后一个线程在其启动例程中执行返回语句.但是，该线程的返回值不会用作进程的返回值.当最后一个线程从其启动例程返回时，该进程以终止状态0返回.
（5）进程的最后一个线程调用pthread_exit函数.
     3种异常终止方式：（在这里只做了解，不细细讨论）.
（6）调用abort.它产生SIGABRT信号，这个终止方式依靠信息传递机制.
（7）当进程接收到某些信号时，信号可由进程自身、其他进程或内核产生.
（8）最后一个线程对“取消”请求作出响应.
    不管进程是如何终止，最后都会执行内核中的同一段代码.关闭所有文件描述符，释放他所有的存储器等等.如：进程正常退出前需要执行注册的退出处理函数（终止处理程序），刷新流缓冲区等操作，然后释放进程用户空间.而进程控制块PCB并不在这时释放.仅调用退出函数的进程属于一个僵死进程.
    僵死进程：在UNIX系统中，一个已经终止，但是其父进程尚未对其进行善后处理（获取终止子进程的信息，释放所占资源）的进程称为僵死进程.

2.exit()与return的区别

    函数exit()用于退出进程.在正式释放资源前，将以反序的方式执行由on_exit()函数和atexit()函数注册的清理函数（终止处理程序），同时刷新流缓冲区.C语言关键字return与exit()在main函数（注意：只是在main函数，在其他地方，是不相同的）中完成同样的操作，但两者有本质的区别：
（1）return退出当前函数，exit()函数退出当前进程；因此，在main函数里，return(0)和exit(0)，完成一样的功能.
（2）return仅从子函数中返回，并不退出进程.调用exit()时要调用一段终止处理函数，然后关闭所有的IO流.下面的例子1是专门讲述这点差异的.

3.exit()函数

头文件：#include <stdlib>
定义函数：void exit(int status);
函数说明:
    exit()函数用来正常终止目前进程的执行，并把参数status（称之为终止状态）返回给父进程，而进程所有的缓冲区数据自动写回并关闭所有IO流.
例子1：在main函数使用死循环的方式调用子函数fun().在这个例子可以看到exit和return的差异.

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>int fun(){        printf("fun\n");        sleep(1);        //读者切换调用，体会一下        //return 0;        exit(0);}int main(){        int i;        i++;        printf("i = %d \n"，i);        while(1)                fun();        return 0;}

   

    在上面这个例子中，我们看到如果在子函数中使用exit()，则循环只执行一次；如果在子函数中使用return关键字，则死循环将一直执行下去.

4._exit()函数

头文件：#include <unistd.h>
定义函数：void _exit(int status);
函数说明：
    _exit()等价于_Exit().
    _exit()函数用来立即结束程序的执行，并把参数返回给父进程，不调用任何终止处理程序而直接退出.此函数调用后不会返回，并且会传递SIGCHLD信号给父进程，父进程可以由wait()函数取得子进程结束的状态.注意：_exit()不会处理标准IO缓冲区，如果更新缓冲区请使用exit().
例子2：查看exit与_exit函数的区别.

#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <unistd.h>int main(){        printf("output\n");        printf("content int buffer"); //不带\n        //_exit(0);             //只输出output，没有清理缓冲区（没刷新）        exit(0);                //改为此句，将输出content int buffer        //return 0;}

   

    由例子2可以看出，_exit()调用退出时，没有清理刷新缓冲区.终止一个程序时，_exit()立即进入内核，而exit()则先要执行一些清理处理程序.

5.atexit()和on_exit()函数

头文件:#include<stdlib.h>
定义函数：
int atexit(void (*function)(void));
int on_exit(void (*function)(int ， void *)， void *arg);
返回值：如成功返回0，若出错返回非0值.
函数说明：
    函数atexit()和on_exit()用来注册执行exit()函数前执行的操作函数，其实现使用了回调函数的方法.按ISO C规定，一个进程可以注册多达32个函数，这些函数被称之为终止处理程序.查看实际可以注册多少个终止处理程序，可以通过调用sysconf()函数获得.exit()调用这些函数的顺序与他们登记时候的顺序相反.同一个函数如若登记多次，则也会被调用多次.函数atexit()和on_exit()两者的差异仅仅是在函数的参数上.
    其中atexit()函数的参数是一个函数的地址，类型为void (*function)(void)；当调用此函数时无需向它传递任何参数，也不期望它返回一个值.
    而on_exit()函数的参数是一个带参数的函数，类型为void (*function)(int ， void *)，在这个函数void (*function)(int ， void *)中，第一个参数为退出的状态，在执行exit()函数时传递此参数值为exit()函数的参数.第二个参数为用户输入信息，一个无类型的指针，用户可以指定一段代码位置或输出信息.（这里有点拗口，结合下面的例子3看看.）
例子3：说明如何使用atexit()函数.

#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <unistd.h>static void my_exit1();static void my_exit2();int main(){        int i=0;        if(atexit(my_exit2)!=0)        {                printf("can't register my_exit2");        }        for(i=0; i<3; i++)        {        if(atexit(my_exit1)!=0)                {                        printf("can't register my_exit1");                }        }        printf("main exiting....\n");        return 0;        //exit(0);//同return 0;        //_exit(0);//这个就不同了}static void my_exit1(){        printf("first exit handler...\n");}static void my_exit2(){        printf("second exit handler...\n");}

输出：

：main exiting....
：first exit handler...
：first exit handler...
：first exit handler...
：second exit handler...
    终止处理程序每注册一次，就会被调用一次.在上述例子中，第一个终止处理程序被注册了3次，所以也会被调用3次.且调用顺序是和注册时的顺序是相反的，这让我们联想到栈的原理，先进后出，后进先出.
    注意：这里在main函数是调用return 0（和exit()一样），但是如果调用_exit()，输出结果就不一样了.程序只会输出main exiting.....因为_exit()不会去调用清理工作的函数.
例子4：说明如何使用on_exit()函数.

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>static void test_exit(int status，void *arg);int main(){        char *str = "How to use on_exit function...\n";        on_exit(test_exit，(void *)str);        exit(1314);        //return 520;}static void test_exit(int status，void *arg){        printf("before exit()!\n");        printf("exit:%d\n"，status);        printf("arg=%s\n"，(char *)arg);}

输出：

：before exit()!
：exit:1314
：arg=How to use on_exit function...
    可以看出，on_exit()和exit()还有终止处理程序test_exit()之间的关系.函数test_exit()的两个参数都是从“别人”哪里得来的.注意了，这里如果是用return 520;效果也会一样哦，读者可以试试.
例子5：在终止处理程序中调用_exit()函数，这个有点奇葩啊，读者猜想一下会是神马结果呢.改良例子4，得到以下程序：

#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <unistd.h>static void my_exit1();static void my_exit2();static void my_exit3();int main(){        int i=0;        if(atexit(my_exit2)!=0)        {                printf("can't register my_exit2\n");        } //新增加的部分        if(atexit(my_exit3)!=0)        {                printf("can't register my_exit3\n");        }        for(i=0; i<3; i++)        {        if(atexit(my_exit1)!=0)                {                        printf("can't register my_exit1\n");                }        }        printf("main exiting....\n");        //return 0;        exit(0);        //_exit(0);}static void my_exit1(){        printf("first exit handler...\n");}static void my_exit2(){        printf("second exit handler...\n");}static void my_exit3(){        printf("three exit handler...\n");        _exit(0);//注意这里了.加了_exit(0);}

输出：

: main exiting....
:first exit handler...
:first exit handler...
:first exit handler...
:three exit handler...
    发现没有，“second exit handler...”这个没有输出，为什么？如果在其中一个终止处理程序中(atexit() or on_exit())调用了_exit()函数；那剩余的终止处理程序将不会得到调用，同时由exit()函数调用的其他终止进程步骤也将不会执行.

6.综述

    exit()退出会处理缓冲区，_exit()不会.资源不能浪费，分配出去的资源，要记得回收回来，给更需要的进程使用.不要站着茅坑不拉屎.
    atexit()和on_exit()注册终止处理程序，如果用户在结束进程前，想干一下别的事，可以用这两个函数注册.
    exit()和return等价，仅在main函数中.

    _exit()和_Exit()等价，任何时候.

参考阅读：

[1] exit()函数使用说明.http://blog.csdn.net/u010006102/article/details/39737155.

[2] _exit()函数使用说明.http://blog.csdn.net/u010006102/article/details/39740101.

[3] atexit()函数使用说明.http://blog.csdn.net/u010006102/article/details/39740071.

[4] on_exit()函数使用说明.http://blog.csdn.net/u010006102/article/details/39740021.

笔者：个人能力有限，只是学习参考...读者若发现文中错误，敬请提出.

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