【Linux】进程终止

●进程终止的方式

1、正常终止

1）从main函数返回；

2）调用exit函数；

3）调用_exit或_Exit；

4）最后一个线程从启动例程返回；

5）最后一个线程调用pthread_exit；

2、异常终止

      1）调用abort函数；

      2）接到一个信号并终止；

      3）最后一个线程对取消请求做出响应；

●main函数

        我们通常认为C语言的起始函数是main函数，实质上一个程序的启动函数并不一定是main函数，这个可以采用链接器来设置，但是gcc中默认main就是C语言的入口函数，在main函数启动之前，内核会调用一个特殊的启动例程，这个启动例程从内核中取得命令行参数值和环境变量值，为调用main函数做好准备，因此对应程序而言main函数并不是起始，但是对应C 语言而言，main函数就是入口地址，其他的链接器帮助我们完成，实际上mian函数的执行是使用了exec函数，这是一个函数族，这也是内核执行一个程序的唯一方法，这在进程控制部分将进行分析。  

       简单说就算是，当内核使用一个exec函数执行C程序时，在调用main函数之前先调用一个特殊的启动例程，可执行程序将此例程指定为程序的起始地址。启动例程从内核获取命令行参数和环境变量，然后为调用main函数做好准备。

●exit、_exit和_Exit函数

        #include <stdlib.h>
        void exit( int status );
        void _Exit( int status );

        #include <unisth.h>
        void _exit( int status );

        这三个函数用于正常终止一个程序，_exit和_Exit立即进入内核，而exit则要先做一些清理工作（调用执行各终止处理程序，按需对所有打开的流调用fclose()，关闭所有标准I/O流，这样会造成所有缓冲的输出数据都被冲洗即写入文本中），再进入内核。三个函数所带的整型参数（status）称为终止状态或退出状态。

        如果满足以下几点，则进程的终止状态是未定义的。

        1）调用这些函数不带参数

        2）main函数中的return语句无返回值

        3）main函数没有声明返回类型为整型

        mian函数返回一个整型值与用该值调用exit是等价的。eg：exit(3)和main函数返回3等价

●对比exit和return、about、_exit进行进程的终止

    1、exit与return
         exit：一个函数，有参数。exit执行完后把控制权交给系统
         return：函数执行完后的返回。return执行完后把控制权交给调用函数
    2、exit与about
         exit：正常终止进程
         about：异常终止进程
    3、exit与_exit
        相同：都是用来终止进程的。当程序执行到exit或者_exit时，系统无条件的停止剩下的所有操作，清楚包括PCB在内的各种数据结构，并终止本进程的运行。exit中的参数exit_code为0代表进程正常终止，若为其他值表示程序执行过程中有错误发生。
        异同：

        1）头文件不同

                exit()函数的头文件——->stdlib.h
               _exit()函数的头文件——>unistd.h

        2）执行后的动作不同
                 a、 _exit()在执行后立即返回给内核，而exit()要先执行一些清除工作，然后把控制权交给内核。

                 b、调用_exit()函数时，会关闭进程所有的文件描述符，清理内存及其他一些内核清理函数，但不会刷新流                                                                    （stdin,stdout,stderr等）

                 c、exit()函数是在_exit()函数之上的一个封装，它会调用_exit()函数，并在调用之前刷新流。   

                 

●atexit函数

          #include<stdlib.h>

          int atexit(void(* fun)(void));

         1、 atexit函数功能：注册终止函数，即在main执行结束后调用的函数。

         2、 其中，atexit的参数是一个函数地址，当调用此函数时无须传递任何参数，该函数也不能返回值，atexit函数称为终止处理程序注册程序，注册完成以后，当函数终止是exit()函数会主动的调用前面注册的各个函数，但是exit函数调用这些函数的顺序与这些函数登记的顺序相反，我认为这实质上是参数压栈造成的，参数由于压栈顺序而先入后出（即和函数调用的栈帧过程相似）。

        3、一个进程可以注册若干个函数，这些函数由exit自动调用，这些函数被称为终止处理函数，atexit函数可以注册这些函数。

        4、如果一个函数被多次登记，那么该函数也将多次的执行。

            我们知道exit是在main函数调用结束以后调用，因此这些函数的执行肯定在main函数之后。

写一个程序，在Linux环境下验证一下atexit函数调用注册函数的顺序

      

如果main函数中输出部分不加\n，则main函数要输出的内容会先放到标准输出缓冲区中，当main中调用exit函数的时候，会做一些自身清理工作，同时刷新标准输出缓冲区中的内容

●环境表

       每个程序都会收到一张环境表，环境表是一个字符指针数组，每个指针指向一个以'\0'结尾的环境字符串，环境指针environ是一个全局变量，指向指针数组的地址，通常getenv和putenv函数来访问特定的环境变量，而不是environ全局变量。如果要查看整个环境，则必须用environ全局变量。

●C程序的空间布局

           正文段：CPU执行的机器指令部分，是共享和只读。

           初始化数据段：又称作数据段，包含了程序中明确需要赋初值的变量。

           非初始化数据段：在程序开始执行前，内核将此段中的数据初始化为0或空指针。

           栈：自动变量以及每次函数调用时所需保存的数据都存放在此段中。

           堆：用于动态存储分配。堆位于栈和非初始化数据段之间。

●存储器分配

       #incldue<stdlib.h>

       void *malloc(size_t size);

       void *calloc(size_t nobj, size_t size);

       void *realloc(void *ptr, size_t size);

       void free(void *ptr);

       1、malloc函数分配指定字节数的存储区，该存储区中的初始值不确定；、

       2、calloc函数为指定数量且指定长度的对象分配存储空间，该空间中的每一位都初始化为0；

       3、realloc函数更改存储区的长度（增加或减少），新增区域内的初始值不确定,如果ptr为空，realloc和malloc的功能相同。

以上函数的大多数实现所分配的存储空间都比所要求的大一些，额外的空间用来存储管理信息。如果在一个超过已分配区的尾端进行写操作，就会重写下一个分配区的管理记录；同样，在一个已分配区的起始位置之前写入，会重写本分配区的管理记录。这种错误是灾难性的，但因为不会很快暴露出来，所以很难发现。