一天一个C Run-Time Library 函数 (9) atexit

本文详细介绍了C语言中的atexit函数,解释了其工作原理和用途,并通过一个示例程序展示了如何使用该函数在程序退出时执行指定的清理操作。

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一天一个C Run-Time Library 函数 9atexit

write by 九天雁翎(JTianLing) -- blog.youkuaiyun.com/vagrxie

msdn:

Processes the specified function at exit.

int atexit(

void (__cdecl *func )( void )

);

测试程序:

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

void fn1( void ), fn2( void ), fn3( void ), fn4( void );

int main( void )

{

atexit( fn1 );

atexit( fn2 );

atexit( fn3 );

atexit( fn4 );

printf( "This is executed first./n" );

}

void fn1()

{

printf( "next./n" );

}

void fn2()

{

printf( "executed " );

}

void fn3()

{

printf( "is " );

}

void fn4()

{

printf( "This " );

}

说明:

这个函数有点像一个类的析构函数。就是在程序结束的时候调用你指定的函数,按照类似堆栈的先进后出原则调用。呵呵,貌似很有用,其实从来没有用过,就我的想法可以在这里清理一下一些全局的变量,但是实际上因为类用的多,全局变量都等进程退出的时候自动析构处理了,全局打开的文件句柄也从来没有用过,一般起码放在类中,类析构的时候也会自动关闭了,所以实际我还真不太清楚什么时候需要用到这样的函数,也许仅仅是可以多提供一条更好的路径罢了。。。。也许是因为这毕竟是C语言的库,C语言的全局变量,或者全局的文件句柄可能就只能通过这样的方式来保证销毁或关闭了。

实现:

MS:

还真没有看懂。。。。。。

其实最主要不懂的就是以前看文件操作底层也会用到的一对函数,_encode_pointer_decode_pointer

gcc:

用了全局的名叫__exit_funcs的链表,来不断链接你输入的函数,甚至我看到了一个可以输入参数的实现,atexit就是通过给定void参数通过那个实现来完成的。实际调用函数的时候就是在exit函数中先调用。这里顺面说一句,_exit是不调用atexit指定函数的退出方式,exit是调用atexit的退出方式。实际上,exit函数中仅仅是先执行了atexit指定的函数,然后再调用了_exit

下面贴出那个有参数调用的实现

int __cxa_atexit (void (*func) (void *), void *arg, void *d)

{

struct exit_function *new = __new_exitfn ();

if (new == NULL)

return -1;

#ifdef PTR_MANGLE

PTR_MANGLE (func);

#endif

new->func.cxa.fn = (void (*) (void *, int)) func;

new->func.cxa.arg = arg;

new->func.cxa.dso_handle = d;

atomic_write_barrier ();

new->flavor = ef_cxa;

return 0;

}

效率测试:

相关函数:

exit,_exit

个人想法:

虽然不知道这3个函数是否标准,但是就实现情况来看,放心用应该是没有问题的。另外,在APUE(Unix环境高级编程)中推荐的进程终止方式不是通过我们习惯的常用的return方式,而是用exit函数结束的方式。这点倒是和《windows核心编程》的作者对于在windows下进程退出的方式有出入,在这本书中作者说进程最佳的退出方式就是return.

具体的原因我也不太清楚,APUE中倒是有一些描述,但是看了很久了,现在忘了,《windows核心编程》作者对于推荐使用return的描述主要是和windows中的TerminateProcessExitProcessAPI作为对比的,没有提及exit.

write by 九天雁翎(JTianLing) -- blog.youkuaiyun.com/vagrxie

<think>我们正在讨论C++中的::exit(-1)函数。这个函数用于立即终止程序,并返回状态码-1给操作系统。 注意:exit是C标准库函数,在C++中也可以使用,但通常更推荐使用C++的异常机制或适当的错误处理方式。 然而,在某些情况下(如多线程程序中的紧急终止),exit可能是必要的。 重点: 1. exit函数在终止程序时会进行一些清理工作,比如刷新并关闭所有打开的流(包括标准输入输出流),但是不会调用局部变量的析构函数。 2. 在C++中,使用exit会跳过栈展开(stack unwinding),因此局部对象的析构函数不会被调用。这可能导致资源泄漏(如文件句柄、内存等)如果这些资源依赖析构函数来释放。 3. 在C++中,更安全的终止程序的方式是抛出异常并在最顶层捕获,或者使用std::terminate,但是std::terminate默认行为也是终止程序且不会析构局部对象。 使用场景: 当遇到不可恢复的错误,且需要立即终止程序时,可以使用exit。但要注意资源清理问题。 替代方案: 在C++中,可以考虑使用异常机制,确保在程序终止前进行适当的清理。 示例代码: 下面展示exit和抛出异常两种方式的对比。 注意:在多线程程序中使用exit要特别小心,因为exit会终止整个进程,包括所有线程,并且不会调用线程局部对象的析构函数。</think># 深入解析 C++ 中的 `::exit(-1)` `::exit(-1)` 是 C++ 中用于立即终止程序执行的函数调用。我将详细解释其工作原理、使用场景以及替代方案。 ## 基本解释 ```cpp ::exit(-1); // 立即终止程序并返回状态码 -1 ``` ### 关键特性: 1. **全局命名空间**:`::` 确保调用全局命名空间的 `exit` 函数 2. **立即终止**:不进行栈展开,不调用局部对象的析构函数 3. **状态码**:`-1` 是返回给操作系统的退出码(通常表示异常终止) 4. **C标准库函数**:定义在 `<cstdlib>` 头文件中 ## 工作原理 当调用 `exit()` 时: 1. 按顺序调用所有使用 `std::atexit()` 注册的函数 2. 刷新并关闭所有打开的 C 标准流(`stdin`, `stdout`, `stderr`) 3. 删除所有临时文件(由 `std::tmpfile()` 创建) 4. **不调用**局部对象的析构函数 5. 将控制权返回给操作系统 ## 典型使用场景 ### 1. 致命错误处理 ```cpp void loadCriticalResource() { if (!loadResource()) { std::cerr << "致命错误:无法加载关键资源\n"; ::exit(-1); // 立即终止 } } ``` ### 2. 命令行参数验证 ```cpp int main(int argc, char* argv[]) { if (argc < 2) { std::cerr << "用法: " << argv[0] << " <配置文件>\n"; ::exit(1); // 无效参数 } // ... } ``` ### 3. 多线程环境中的安全退出 ```cpp std::atomic<bool> shutdown_requested{false}; void workerThread() { while (!shutdown_requested) { // 工作... } } int main() { std::thread t1(workerThread); if (criticalFailure()) { shutdown_requested = true; t1.join(); // 等待线程结束 ::exit(-1); // 安全退出 } } ``` ## 关键问题解决方案 ### 问题1:资源泄漏(不调用析构函数) ```cpp class ResourceHolder { public: ResourceHolder() { /* 获取资源 */ } ~ResourceHolder() { /* 释放资源 */ } }; int main() { ResourceHolder rh; // 局部对象 if (error) { ::exit(-1); // ~ResourceHolder() 不会被调用! } } ``` **解决方案**:使用 RAII 包装器 ```cpp #include <memory> void runApplication() { auto rh = std::make_unique<ResourceHolder>(); if (error) throw std::runtime_error("致命错误"); } int main() { try { runApplication(); } catch (const std::exception& e) { std::cerr << "错误: " << e.what() << &#39;\n&#39;; return -1; } return 0; } ``` ### 问题2:C++ 流未正确刷新 **解决方案**:显式刷新流 ```cpp ::exit(-1); // 可能丢失未刷新的输出 // 更好的方式 std::cerr << "致命错误发生" << std::endl; // endl 会刷新缓冲区 std::_Exit(-1); // 立即终止,不执行任何清理 ``` ### 问题3:多线程同步问题 **解决方案**:在退出前同步线程 ```cpp void emergencyShutdown() { // 1. 设置全局终止标志 globalShutdown = true; // 2. 等待所有工作线程 for (auto& t : workerThreads) { if (t.joinable()) t.join(); } // 3. 执行退出 ::_Exit(-1); // 跳过 atexit 处理 } ``` ## 替代方案比较 | 方法 | 栈展开 | 析构函数调用 | 刷新流 | 执行 atexit 函数 | 适用场景 | |------|--------|--------------|--------|------------------|----------| | `::exit(-1)` | ❌ | ❌ | ✅ | ✅ | 一般错误退出 | | `::_Exit(-1)` | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | 立即终止 | | `std::terminate()` | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | 异常处理失败 | | `std::quick_exit(-1)` | ❌ | ❌ | ❌ | ✅ | 快速退出 | | 抛出异常 | ✅ | ✅ | ❌ | ❌ | 可控错误处理 | | `return -1;` | ✅ | ✅ | ✅ | ❌ | 主函数退出 | ## 最佳实践 1. **避免在库代码中使用 exit()** ```cpp // 库代码中应使用异常或错误码 void libraryFunction() { if (error) { throw LibraryError("操作失败"); // 而不是 ::exit(-1); } } ``` 2. **使用错误码代替魔数** ```cpp constexpr int FATAL_ERROR = -1; constexpr int INVALID_INPUT = 1; if (invalidInput) ::exit(INVALID_INPUT); if (fatalError) ::exit(FATAL_ERROR); ``` 3. **创建专用退出函数** ```cpp [[noreturn]] void safeExit(int code) { // 执行必要的清理 cleanupResources(); // 刷新日志 Logger::flushAll(); // 退出 ::_Exit(code); } ``` 4. **信号处理中的安全退出** ```cpp #include <csignal> void signalHandler(int sig) { // 只能使用异步信号安全函数 signal(sig, SIG_DFL); // 重置处理器 ::_Exit(128 + sig); // 标准 Unix 退出码 } int main() { signal(SIGSEGV, signalHandler); // ... } ```
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