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

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

quick_exit() 為 C++11 引入的函式，如果程式有特殊理由，想直接結束、但又不希望呼叫到物件的 destructor 時，就能派上用處。

相對於 exit() 與 atexit()，quick_exit() 亦有 at_quick_exit()，用來註冊當 quick_exit() 呼叫後，還需處理的事情。C++ 標準同樣保證 at_quick_exit() 至少能註冊 32 個函式，且執行的順序與註冊的順序相反。

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

at_quick_exit 註冊的函式，與 at_exit 註冊的是隔離的，兩不相干，端看程式是以 exit() 結束、還是 quick_exit() 結束。若 main() 函式正常結束，則是呼叫 exit()、並觸發 at_exit() 註冊的函式執行。

#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;
}

[email protected]:~/cpp/c2$ clang++ -std=c++17 -stdlib=libc++ --pedantic-errors -pthread -o quick_exit quick_exit.cpp
[email protected]:~/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;

如果不想在程式結束時，呼叫任何物件的 destructor、也不想執行任何由 atexit()、at_quick_exit() 註冊的函式，則可使用 _Exit() 結束。

exit() 結束 process 的過程中，除了呼叫 atexit() 註冊的函式，還會 flush 並 close stdio stream。考慮一種情況，如果一個 parent process fork 出一個 child process，若 child process 使用 exit() 結束，child process 會強制 flush 殘留在記憶體中的 stdio stream，而當 parent process 結束時，他也 flush 了 stdio stream，就會導致 flush 兩次重複的結果。下面範例說明這種情況：

#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;
  }

}

從下面執行的結果，可看到 Hello World 輸出了兩次，原因就在於 child process 執行的 exit() 觸發了 fluch stdio stream。

[email protected]:~/cpp/c2$ clang++ -std=c++17 -stdlib=libc++ --pedantic-errors -pthread -o _Exit _Exit.cpp
[email protected]:~/cpp/c2$ ./_Exit
Hello WorldHello World
Child process has exited

上述問題，只要將第 10 行改為呼叫 std::_Exit(0)，就不會發生。

fork() 的目的，是讓 child process 與 parent 具有相同的記憶體內容、再執行不同的程式碼，所以 fork 前未摧毀的類、未 flush 的 stdio stream 等，都會帶到 child process。這些類的 destructor，可能做了某些複雜的行為、不適合重複執行，而 stdio stream 也不適合 flush 重複的內容，在此情況下，就可考慮用 _Exit() 解決問題。