1.7 錯誤處理
當UNIX系統函數發生錯誤時,通常返回一個負值,并且整數errno被設置為一個可以給出額外信息的值。例如,open函數或者返回一個非負的文件描述符(當一切正常時),或者產生一個錯誤。一個open的錯誤能產生15個可能的errno值,例如文件不存在,權限問題,等等。一些函數不返回負值,而是使用習慣方法來表示錯誤。例如,多數函數返回一個對象的指針,而返回一個null(空)指針來表示一個錯誤。
頭文件<errno.h>定義了標識符errno和errno的每個可能的常量值。這之中的每個常量值都以字符E開頭。在UNIX系統手冊第二節的第一頁,名為intro(2)的頁面中,同樣列出了這之中所有的錯誤常量。例如,如果errno等于常量EACCES,這就顯示了一個權限錯誤,比如沒有足夠的權限來打開所請求的文件。
在Linux中,錯誤常量被列舉在手冊errno(3)中。
POSIX和ISO C把errno擴展定義為可變的整型左值。它既可以是一個包含了錯誤代碼的整數,也可以是一個函數,該函數返回指向錯誤代碼的指針。以前的定義是
extern int errno;
然而在一個支持線程的環境中,進程地址空間在多個線程中共享,同時每個線程都需要errno的本地拷貝來防止線程間互相影響。例如,Linux通過以下定義來支持多線程訪問errno:
extern int *_ _errno_location(void);
#define errno (*_ _errno_location())
errno有兩條規則。第一,如果不發生錯誤,errno的值決不會被程序清除。因此,只有在函數的返回值表示錯誤發生時,才需要檢查errno的值。第二,任何函數都不會把errno的值設置為0,同時在<errno.h>中也沒有定義任何常量值為0。
標準C中定義了兩個函數來幫助打印錯誤消息。
#include <string.h>
char *strerror(int errnum);
返回值:指向消息字符串的指針 |
該函數把errno的典型值errnum映射到一個錯誤消息字符串,并返回一個指向字符串的指針。
perror函數在標準錯誤產生并返回一個錯誤消息,該消息基于errno的當前值。
#include <stdio.h>
void perror(const char *msg); |
它輸出msg指向的字符串,接著是一個分號和一個空格,然后是與errno值對應的錯誤消息,最后是一個新行。
例子
圖1.8展示了這兩個函數的應用。
如果該程序被編譯為文件a.out,我們將看到
$ ./a.out
EACCES: Permission denied
./a.out: No such file or directory
注意我們把程序名字argv[0]作為參數傳遞給perror,argv[0]的值是./a.out。這是UNIX系統的一個標準慣例。通過這樣做,如果程序是作為管道的一部分執行,就像在
prog1 < inputfile | prog2 | prog3 > outputfile
我們就能夠分清是三個程序中是哪個產生了錯誤消息。
1
#include "apue.h"
2
#include <errno.h>
3
4
int
5
main(int argc, char *argv[])
6

{
7
fprintf(stderr, "EACCES: %s\n", strerror(EACCES));
8
errno = ENOENT;
9
perror(argv[0]);
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exit(0);
11
}
圖 1.8 strerror和perror的示范
本書中的所有的例子都使用附錄B中的錯誤函數,來代替直接調用strerror或者perror。附錄中的錯誤函數使用了ISO C的可變參數列表,可以只用單個C語句來處理錯誤情況。
錯誤恢復
<errno.h>中定義的錯誤可以被分為兩類:致命的和非致命的。一個致命錯誤是不能夠恢復的。最好的辦法是在用戶的屏幕上打印一條錯誤消息,或者在一個日志文件中寫入錯誤消息,接著在退出。另一方面,非致命錯誤在某些時候能夠更得體的處理。多數非致命錯誤是自然的臨時錯誤,例如當系統的活動程序較少時,(系統)資源短缺的錯誤可能就不會發生。
資源相關的非致命錯誤包括EAGAIN,ENFILE,ENOBUFS,ENOLCK,ENOSPC,ENOSR,EWOULDBLOCK,當ENOMEM,EBUSH表示一個共享資源正在被使用時,它們也可以被作為非致命錯誤。某些時候,當EINTR中斷了一個緩慢的系統調用時,它也可以被看作非致命錯誤(詳見10.5節)。
資源相關的非致命錯誤的典型恢復動作就是延遲一會兒再試。這個技巧也能應用在其它循環中。例如,如果錯誤表示網絡連接沒有工作,那么程序可能會延遲一會兒再重新建立連接。一些程序使用指數增長的算法,每次等待更長的時間。
最后,由應用程序開發者來決定哪些錯誤是可以恢復的。如果一個合理的策略能夠被用來恢復錯誤,通過避免異常退出,我們就可以增強我們程序的健壯性。