4 进程环境

程序加载到内存，运行起来后就成为了进程。就像人活着需要生活环境（衣食住行的环境）一样，进程也需要运行环境，进程所需要的环境如下：启动代码、环境变量、进程的内存空间布局、库等，下面分别说这四点。

4.1 进程环境1：启动代码

启动代码就是启动程序的代码。所有高级语言的程序，都有自己的启动代码。C程序运行时，最开始运行的是启动代码，启动代码再去调用main函数，然后整个C程序都已运行。启动代码由编译器提供，其都是用汇编写的，为什么都是汇编写的呢？因为还没有程序内存空间之前，高级语言无法运行，所以启动代码都是汇编写的。

4.1.1 启动代码做的两件事

对c程序的内存空间进行布局，得到c程序运行所需要的内存空间结构。
高级语言程序在运行时，函数调用需要“栈”，启动代码就需要在c内存空间上建立“栈”，说白了就是从c内存空间中划出一段空间，然后以“栈”的形式来进行管理。
留下相应库接口
如果程序使用的是动态库的话，编译时，动态库代码并不会被直接编译到程序中，只会留下相应的接口，程序运行起来后，才会去对接库代码，为了能够对接动态库，启动代码会留下动态库的对接接口。

4.1.2 进程的终止方式

进程的正常终止

进程主动调用终止函数/返回关键字结束，就是正常终止。有三种方式：

方式1：main调用return关键字结束
return关键字的作用是返回上一级函数，如果main函数的子函数调用return，返回的上一级是main函数。如果main函数调用return，main函数所返回的上一级是启动代码。
方式2：程序任何位置调用exit函数结束
程序任意位置调用exit函数，程序返回到启动代码。Exit函数原型如下：

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

看到stdlib.h这个头文件，我们就知道exit函数是一个c库函数。main函数调用return将返回值返回给启动代码后，启动代码又会调用exit(返回值)，将返回值返回。
一般函数错误时候，会调用exit函数。

方式3：程序任何位置调用_exit函数结束
_exit是一个系统函数（系统API），而exit是c库函数，exit就是调用_exit来实现的。所以，exit是_exit的封装，比_exit多了很多功能。
_exit函数原型：

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

总结这三种方式：
return,exit,_exit都可以终止进程，但是尽量使用return和exit, 这三种方式的执行过程如下：
Return：
return(0) —————> exit(0) ————> _exit(0) ———> Linux OS
** exit**
exit(0) ————————> _exit(0) ————> Linux OS
** _exit**
_exit(0) ————>Linux OS

进程正常终止时候，注册进程终止函数

在写程序时候，可以使用atexit函数注册进程终止处理函数。函数原型如下：

#include <stdlib.h>
int atexit(void (*function)(void));

显然，这是一个C库函数。其功能是：
注册（登记）进程终止处理函数，参数就是被登记“进程终止函数”的地址。当进程无论什么时候正常终止时，会自动的去调用登记的进程终止处理函数，实现进程终止时的一些扫尾处理。

代码演示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void process_deal1(void)
{
	printf("void process_deal1(void)\n");
}

void process_deal2(void)
{
	printf("void process_deal2(void)\n");
}

int main()
{
	atexit(process_deal1);
	atexit(process_deal2);

	while(1);

	return 0;

}

在这里插入图片描述
1）从这个实例中可以看出，进程终止处理函数的注册顺序和调用顺序刚好相反。
为什么顺序刚好相反呢？调用atexit注册时，会将“进程终止处理函数”的函数地址压入进程栈中，当进程正常终止时，又会自动从栈中取出函数地址，并执行这个函数，实现进程的扫尾操作。栈的特点是先进后出，先压栈的后调用，所以调用顺序刚好和注册顺序相反。
2）在Linux下，调用atexit最多可以允许登记32个终止处理函数。
3）同一个函数如果被登记多次，自然也会被调用多次。
4）在两种情况下，登记的进程终止处理函数不会被调用；
（a）异常终止，不会调用
（b）直接调用_exit来正常终止时，不会调用注册的进程终止函数。
换句话说，只有使用return和exit来正常终止时，才会调用。

登记“进程终止处理函数”有什么意义？

有时，代码正常终止时候，需要做一些扫码工作，比如保存链表中的数据等操作。如果不使用进程终止处理函数，这个操作有点困难，因为进程有时候可能是因为某个函数调用失败，然后在函数出错处理时调用exit(-1)终止的，但是你又无法预估哪一个函数会出错，并在出错时调用相应的函数实现链表数据的保存，那怎么办呢？这个时候就可以注册进程终止处理函数来实现了，因为进程终止时，会自动的调用终止处理函数来实现进程的扫尾处理，比如将链表数据保存到文件中。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void process_deal1(void)
{
	printf("void process_deal1(void)--save list\n");
}

void process_deal2(void)
{
	printf("void process_deal2(void)\n");
}

void fun1()
{
	exit(-1);
}
int main()
{
	atexit(process_deal1);
	atexit(process_deal2);

	fun1(); // 程序正常终止

	return 0;
}

在这里插入图片描述

进程的异常终止

有些情况下，进程不是因为return、exit和_exit函数而终止的，而是被强行发送了一个信号，这个信号将进程给无条件终止了，这就是异常终止。在命令行下按下ctrl + c, 就是在向正在运行的进程发送终止信号，这个信号将异常终止程序。

4.1.3 进程启动到正常终止的全过程

在这里插入图片描述

上图中，为什么调用exit会刷新io缓冲区？
标准IO的库缓存的缓冲有三种，无缓冲、行缓冲、全缓冲。标准输出（printf）的库缓存就是行缓冲的，在缓存中积压的数据，直到出现以下情况时，才会刷新输出，否则就一直积压着。
**1）**遇到\n时就刷新输出，\n表示这是一行，就好比句号表示一句话一样。
**2）**库缓存中数据满了，也会自动刷新输出，这就好比盆里的水满了溢出一样。不过一般来说，数据不可能多到能够把缓存装满的。
**3）**调用标准fflush函数，主动刷新数据
**4）**调用fclose关闭标准输出时，会自动调用fflush刷洗数据；
exit会调用fclose关闭所有的标准io，关闭时会自动调用fflush来刷新数据。

4.2 进程环境2：环境变量表

先说下什么是环境变量？环境变量就是字符串，环境变量 = 环境变量名 + 环境变量数据，比如在windows下设置的环境变量如下图所示，其作用是**：专门记录各种可执行程序所在的路径。**
在这里插入图片描述
环境变量存放在“环境变量表”里面。每个进程都有一张环境变量表，最原始的“环境变量表”都被保存在了“环境变量文件”中。通过修改环境变量文件，实现了“环境变量”数据的永久保存。我们通过图形界面设置、修改windows“环境变量”时，修改、设置的内容，都会被永久保存到“环境变量文件”中。
当我们在linux命令行下面，执行自己的./a.out程序时候，查找的谁的环境变量表呢？
查找的是“命令行窗口进程”的“环境变量表”。
为什么只有重新打开“命令行窗口”后，新设置的“环境变量”才生效？
因为新设置的环境变量，只是被保存到了windows的环境变量文件中，但是之前所打开的“命令行窗口”进程的“环境变量表”还没有得到更新，只有当重新打开后，才能更新。