Unix環境高級編程(五)進程環境
本章主要介紹了Unix進程環境，包含main函數是如何被調用的，命令行參數如何傳遞，存儲方式布局，分配存儲空間，環境變量，進程終止方法，全局跳轉longjmp和setjmp函數及進程的資源限制。
main函數的原型為int main(int argc,char *argv[]);其中argc是命令行參數的數目，argv是指向參數的各個指針構成的數組。當內核執行C程序時，使用一個exec函數，在調用main函數前線調用一個特殊的啟動例程，從內核獲取命令行參數和環境變量。
進程終止分為正常終止和異常終止。正常終止包括：（1）從main返回，（2）調用exit()；（3）調用_exit或者_Exit()；（4）最後啟動一個線程從其啟動例程返回；（5）最後一個線程調用pthread_exit。異常終止包括：（1）調用abort()；（2）接收到一個信號並終止；（3）最後一個線程對取消請求做出響應。
1、exit函數系列：_exit和_Exit函數立即進入內核，而exit函數則執行清理處理（如關閉標準I/O流，執行各終止處理程序）。在main函數執行return (0)與exit(0)是等價的。
#include <unistd.h>
void _exit(int status);
#include <stdlib.h>
void exit(int status);
void _Exit(int status);
2、atexit函數，用來登記終止處理程序，一個進程可以登記多達32個函數，這些函數將有exit自動調用，調用順序與登記順序相反，同一個函數可以登記多次，則也會被調用多次。函數原型如下：
#include <stdlib.h>
int atexit(void (*function)(void)); //成功返回0，否則返回非0值
一個C程序啟動和終止的過程如下圖所示：
內核使程序執行的唯一方法是調用一個exec函數，終止的唯一方法是顯式或者隱式地通過exit函數調用_exit()或_Exit()，也可以非自願的由一個信號使其終止。
寫個程序進程練習，程序如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3
4 void exit_func1();
5 void exit_func2();
6
7 int main()
8 {
9 //登記終止處理函數
10 atexit(exit_func2);
11 atexit(exit_func1);
12 atexit(exit_func2);
13 printf("Test exit and atexit.\n");
14 exit(0);
15 }
16
17 void exit_func1()
18 {
19 printf("exit_func1() is called.\n");
20 }
21 void exit_func2()
22 {
23 printf("exit_func2() is called.\n");
24 }
程序執行結果如下：
命令行參數，當執行一個程序時，調用exec的進程可將命令行參數傳遞給該新程序，進程間通信數據傳輸進程用到。寫個程序輸出其命令行參數，程序如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3
4 int main(int argc,char *argv[])
5 {
6 int i;
7 for(i=0;i<argc;++i)
8 printf("argv[%d]: %s\n",i,argv[i]);
9 exit(0);
10 }
測試結果如下：
C程序的存儲空間布局：
存儲器分配函數：
#include <stdlib.h>
void *malloc(size_t size);
void *calloc(size_t nmemb,size_t size);
void *realloc(void *ptr, size_t size); //更改以前分配區的長度
void free(void *ptr);
寫個程序練習函數的使用：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <string.h>
4
5 int main()
6 {
7 int n;
8 int *pData;
9 printf("Enter the number: ");
10 scanf("%d",&n);
11 pData = (int*)malloc(sizeof(int)*n);
12 memset(pData,0,sizeof(int)*n);
13 printf("pData address is :%p\n",pData);
14 free(pData);
15 pData = (int*)calloc(n,sizeof(int));
16 printf("pData address is :%p\n",pData);
17 pData=realloc(pData,sizeof(int)*(n+10));
18 printf("pData address is :%p\n",pData);
19 free(pData);
20 exit(0);
21 }
環境變量：形式為name=value，環境變量可以在用進程進程間通信，exec函數可以通過環境變量進程傳參數，例如在CGI程序中用到HTTP協議get和post方法對應的環境變量。環境變量可用於所有的子進程，這包括編輯器、腳本和應用。環境變量操作函數如下：
#include <stdlib.h>
char *getenv(const char *name); //指向與name關聯的value的指針
int putenv(char *string); //取形式為name=value的字符串，將其放到環境表中
int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite); //將name設置為value
int unsetenv(const char *name); //刪除name的定義
int clearenv(void); //刪除環境表中所有項
寫個程序進行環境變量的讀取設置及刪除。程序如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <string.h>
4
5 int main()
6 {
7 char *name;
8 char *value;
9 char *str = "LENGTH=10";
10 char *pvalue;
11 name = "QUERY";
12 value = "Hello,world";
13 //設置環境變量，1表示若那麽存在，則先先刪除
14 setenv(name,value,1);
15 //用字符串設置環境變量
16 putenv(str);
17 //取環境變量的值
18 pvalue = getenv(name);
19 printf("%s=%s\n",name,pvalue);
20 pvalue = getenv("LENGTH");
21 printf("LENGTH=%s\n",pvalue);
22 unsetenv("LENGTH");
23 //取系統HOME環境變量的值
24 pvalue = getenv("HOME");
25 printf("HOME=%s\N",pvalue);
26 exit(0);
27 }
程序執行結果如下：
全局跳轉函數setjmp和longjmp：解決跨越函數跳躍，處理發生在深層次嵌套函數調用中出錯情況非常有用。全局或者靜態變量的值在執行longjmp是保持不變。函數原型如下：
int clearenv(void);
#include <setjmp.h>
int setjmp(jmp_buf env); //返回值為0為直接調用，從longjmp調用返回非0值
int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savesigs);
一般用法是：設置一個全局的jmp_buf變量，在主進程中調用setjmp()設置跳轉變量，如果後面的函數出現錯誤，調用longjmp設置一個值，說明函數調用出錯。寫個程序來表達用法，程序如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <string.h>
4 #include <setjmp.h>
5
6 void func1();
7 void func2();
8 void func3();
9 //定義一個全局的跳轉變量
10 jmp_buf jmpbuffer;
11
12 int main()
13 {
14 int ret;
15 //獲取返回值，0為直接調用
16 ret=setjmp(jmpbuffer);
17 switch(ret)
18 {
19 case 1:
20 printf("func1 is error.\n");
21 exit(-1);
22 case 2:
23 printf("func2 is error.\n");
24 exit(-1);
25 case 3:
26 printf("func3 is error.\n");
27 exit(-1);
28 }
29 func1();
30 exit(0);
31 }
32 void func1()
33 {
34 //longjmp(jmpbuffer,1);
35 func2();
36 }
37 void func2()
38 {
39 //longjmp(jmpbuffer,2);
40 func3();
41 }
42 void func3()
43 {
44 //設置跳轉
45 longjmp(jmpbuffer,3);
46 }
程序執行結果如下：
進程資源限制函數：getrlimit和setrlimit，資源結果和函數原型如下：
struct rlimit {
rlim_t rlim_cur; /* Soft limit */
rlim_t rlim_max; /* Hard limit (ceiling for rlim_cur) */
};
#include <sys/resource.h>
int getrlimit(int resource, struct rlimit *rlim);
int setrlimit(int resource, const struct rlimit *rlim);
關於進程資源限制目前還不知道有何用，以後再來補充。
Unix環境高級編程(五)進程環境