UNIX基础知识之出错处理

　　当UNIX函数出错时，常常会返回一个负值，而且整型变量errno通常被设置为含有附加信息的一个值。例如，open函数如成功执行则返回一个非负文件描述符，如出错则返回-1。在open出错时，有大约15种不同的errno值（文件不存在、权限问题等）。某些函数并不返回负值而是使用另一种约定。例如，返回一个指向对象的指针的大多数函数，在出错时，将返回一个null（或NULL）指针。

　　文件<errno.h>中定义了符合errno以及可以赋予它的各种常量，这些常量都以字符E开头。另外，UNIX系统手册第2部分的第1页intro（2）列出了所有这些出错常量。在Linux中，出错常量在errno（3）手册页中列出（可以使用命令man 3 errno查看）。

　　POSIX和ISO C将errno定义为这样一个符号，它扩展成为一个可修改的整型左值（lvalue）。这可以是包含出错编号的一个整数，或者是一个返回出错编号指针的函数。以前使用的定义是：

extern int error;

　　但是在支持线程的环境中，多个线程共享进程地址空间，每个线程都有属于它自己的局部extern以避免一个线程干扰另一个线程。例如，Linux支持多线程存取errno，将其定义为：

extern int *__errno_location(void);
#define errno (*__errno_locatioin())

　　对于errno应该知道两条规则：

　　（1）如果没有出错，则其值不会被一个例程清除。因此，仅当函数的返回值指明出错时，才检验其值。

　　（2）任一函数都不会将errno值设置为0，在<errno.h>中定义的所有常量都不为0。

　　C标准定义了两个函数，它们帮助打印出错信息：

#include <string.h>
char *strerror(int errnum);
                                                                                                          返回值：指向消息字符串的指针

　　此函数将errnum（它通常是errno的值）映射为一个出错信息字符串，并且返回此字符串的指针。

　　perror函数基于errno的当前值，在标准出错上产生一条出错消息，然后返回。

#include <stdio.h>
void perror(const char *msg);

　　它首先输出由msg指向的字符串，然后是一个冒号，一个空格，接着是对应于errno值的出错信息，最后是一个换行符。

　　程序清单1-6 示例strerror和perror

[root@localhost unix_env_advance_prog]# cat prog1-.c
#include "apue.h"
#include <errno.h>

int
main(int arg, char *argv[])
{
        fprintf(stderr, "EACCES: %s\n", strerror(EACCES));
        errno = ENOENT;
        perror(argv[]);
        exit();
}

　　编译后执行此程序：

[root@localhost unix_env_advance_prog]# ./prog1-
EACCES: Permission denied
./prog1-: No such file or directory

　　注意：我们将程序名（argv[0]，其值是./prog1-6）作为参数传递给perror。这是一个标准的UNIX惯例。使用这种方法，在程序作为管道线的一部分执行时，例如：

prog1 < inputfile | prog2 | prog3 >outputifle

　　我们就能分清三个程序中的哪一个产生了一条特定的出错信息。

出错恢复

　　可将在<errno.h>中定义的各种出错分成致命性的和非致命性的两类。对于致命性的错误，无法执行恢复动作，最多只能在用户屏幕上打印出一条出错消息，或者将一条出错消息写入日志文件中，然后终止。而对于非致命性的出错，有时可以较妥善地进行处理。大多数非致命性错误在本质上是暂时的，例如资源短缺，当系统中的活动较少时，这种出错很可能不会发生。

　　与资源相关的非致命性出错包括EAGAIN、ENFILE、ENOBUFS、ENOLCK、ENOSPC、ENOSR、EWOULDBLOCK，有时ENOMEM也是非致命性出错。当EBUSY指明共享资源正在使用时，也可将它作为非致命性出错处理。当EINTR中断一慢速系统调用时，可将它作为非致命性出错处理。

　　对于资源相关的非致命性出错，一般恢复动作是延迟一些时间，然后再试。这种技术可应用于其他情况。例如，假设一个出错表明一个网络连接不再起作用，那么应用程序可以在短时间延迟后重建该连接。某些应用使用指数补偿算法，在每次重复中等待更长时间。

　　最后，取决于应用程序的开发者，他可以决定哪些出错是可以恢复的。如若使用一种从错误中恢复的合理策略，那么由于避免了应用程序的异常终止，就能改善应用程序的健壮性。

本篇博文内容摘自《UNIX环境高级编程》（第二版），仅作个人学习记录所用。关于本书可参考：http://www.apuebook.com/。