深入浅出 C++：与程序终止相关的函数 PART 2 - quick_exit()、_Exit()

参考链接： C++ at_quick_exit()

quick_exit() 与 at_quick_exit() (C++11新增) 

[[noreturn]] void quick_exit(int status) noexcept; 

quick_exit() 为 C++11 引入的函数，如果程序有特殊理由，想直接结束、但又不希望呼叫到对象的 destructor 时，就能派上用处。 

相对于 exit() 与 atexit()，quick_exit() 亦有 at_quick_exit()，用来注册当 quick_exit() 调用后，还需处理的事情。C++ 标准同样保证 at_quick_exit() 至少能注册 32 个函数，且执行的顺序与注册的顺序相反。 

extern "C" int at_quick_exit (void (*func)(void)) noexcept;

extern "C++" int at_quick_exit (void (*func)(void)) noexcept; 

at_quick_exit 注册的函数，与 at_exit 注册的是隔离的，两不相干，端看程序是以 exit() 结束、还是 quick_exit() 结束。若 main() 函数正常结束，则是调用 exit()、并触发 at_exit() 注册的函数执行。 

#include <iostream>

#include <cstdlib>

#include <thread>

void Print(const std::string&s, int m)

{

  std::cout << s << ", m_ = " << m

            << ", thread_id = " << std::this_thread::get_id() << std::endl;

}

class MyClass

{

public:

  MyClass(int a) : m_(a) { Print("Constructor", m_); }

  ~MyClass()             { Print("Destructor", m_);  }

  void Show()            { Print("Show", m_);        }

private:

  int m_;

};

void ExitFunction1() { std::cout << "ExitFunction1()" << std::endl; }

void ExitFunction2() { std::cout << "ExitFunction2()" << std::endl; }

void ExitFunction3() { std::cout << "ExitFunction3()" << std::endl; }

void ExitFunction4() { std::cout << "ExitFunction4()" << std::endl; }

MyClass c1(1);

thread_local MyClass c2(2);

int main()

{

  std::cout << "Begin of main()" << std::endl;

  static MyClass c3(3);

  MyClass c4(4);

  c2.Show();

  std::atexit(ExitFunction1);

  std::at_quick_exit(ExitFunction2);

  std::at_quick_exit(ExitFunction3);

  std::at_quick_exit(ExitFunction4);

  std::cout << "Call quick_exit()" << std::endl;

  std::quick_exit(EXIT_SUCCESS);

  std::cout << "End of main()" << std::endl;

} 

sora@sora-VirtualBox:~/cpp/c2$ clang++ -std=c++17 -stdlib=libc++ --pedantic-errors -pthread -o quick_exit quick_exit.cpp

sora@sora-VirtualBox:~/cpp/c2$ ./quick_exit 

Constructor, m_ = 1, thread_id = 140176298325824

Begin of main()

Constructor, m_ = 3, thread_id = 140176298325824

Constructor, m_ = 4, thread_id = 140176298325824

Constructor, m_ = 2, thread_id = 140176298325824

Show, m_ = 2, thread_id = 140176298325824

Call quick_exit()

ExitFunction4()

ExitFunction3()

ExitFunction2()

_Exit() (C++11 新增) 

[[noreturn]] void _Exit (int status) noexcept; 

如果不想在程序结束时，调用任何对象的 destructor、也不想执行任何由 atexit()、at_quick_exit() 注册的函数，则可使用 _Exit() 结束。 

exit() 结束 process 的过程中，除了调用 atexit() 注册的函数，还会 flush 并 close stdio stream。考虑一种情况，如果一个 parent process fork 出一个 child process，若 child process 使用 exit() 结束，child process 会强制 flush 残留在内存中的 stdio stream，而当 parent process 结束时，他也 flush 了 stdio stream，就会导致 flush 两次重复的结果。下面范例说明这种情况： 

#include <iostream>

#include <cstdlib>

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

int main()

{

  std::cout << "Hello World";

  pid_t pid = fork();

  if (pid == 0) // child process

  {

    std::exit(0);

  }

  else if (pid > 0)

  {

    int status;

    waitpid(pid, &status, 0);

    std::cout << std::endl << "Child process has exited" << std::endl;

  }

  else

  {

    std::cerr << "fork failed" << std::endl;

  }

} 

从下面执行的结果，可看到 Hello World 输出了两次，原因就在于 child process 执行的 exit() 触发了 fluch stdio stream。 

sora@sora-VirtualBox:~/cpp/c2$ clang++ -std=c++17 -stdlib=libc++ --pedantic-errors -pthread -o _Exit _Exit.cpp

sora@sora-VirtualBox:~/cpp/c2$ ./_Exit

Hello WorldHello World

Child process has exited

上述问题，只要将第 10 行改为调用 std::_Exit(0)，就不会发生。 

fork() 的目的，是让 child process 与 parent 具有相同的内存内容、再执行不同的代码，所以 fork 前未摧毁的类、未 flush 的 stdio stream 等，都会带到 child process。这些类的 destructor，可能做了某些复杂的行为、不适合重复执行，而 stdio stream 也不适合 flush 重复的内容，在此情况下，就可考虑用 _Exit() 解决问题。