perror函数详解

一、perror函数的介绍

perror函数是C语言标准库中的一部分，该函数的作用是向标准错误流stderr输出一个描述当前errno代表的错误的字符串。perror函数的名称perror是“print error”的缩写，即“打印错误”。

调用perror函数的语法为：

void perror(const char *s);

其中参数s是一个字符串指针，它代表着在错误信息之前应该输出的一个前缀字符串。这个前缀字符串通常是程序的名字或者是与错误相关的一些描述性语言。如果s是一个空指针或者是一个空字符串，那么perror函数只输出纯粹的错误信息。

二、perror函数的使用方法

如果程序中发生了一些出错的情况，需要使用perror函数来输出错误信息。这样可以使得程序员在调试程序时更加方便地找到问题所在。下面是一个使用perror函数的示例：

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *fp;

    if ((fp = fopen("no_such_file.txt", "r")) == NULL) {
        perror("fopen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    return 0;
}

在这个示例中，程序试图读取一个名为“no_such_file.txt”的文件。由于该文件不存在，程序会调用perror函数，输出关于文件打开失败的错误信息。

在前面的示例中，perror函数的参数是字符串”fopen”。这里指的是是fopen函数在执行时遇到错误，错误信息的输出应该包含”fopen”这个字符串。

如果perror函数输出的错误信息中包含了类似“Invalid argument”这样的字符串，这说明程序中一个或者多个函数所使用的某个参数的值是不合法的。通过正确的参数检查和程序测试，可以避免这样的出错情况的发生。

三、perror函数在多线程程序中的使用

如果在一个多线程程序中调用perror函数，程序可能会输出不可预知的结果，因为每个线程都可以修改errno的值。在这种情况下，程序应该记录每个线程所引发的错误，而不是通过perror函数输出错误信息。

为了记录线程中出现的错误，程序员可以使用一些线程安全的错误记录方法。其中最简单的方法就是将errno值存储在每个线程的本地存储中。线程本地存储可以保证每个线程都有自己的errno变量，因此即使多个线程并发访问errno，也不会引发互相干扰的问题。

下面是一个存储errno的线程本地存储示例：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>

static __thread int t_errno;

int main(int argc, char *argv[])
{
    /* 在这里执行多线程程序 */

    return 0;
}

void my_function(void)
{
    /* 在这里调用系统函数 */

    if (errno != 0) {
        t_errno = errno;
        errno = 0;
    }
}

在这个示例程序中，t_errno是一个每个线程独立的变量，它的作用是存储当前线程中发生的普通错误。my_function是一个普通的函数，它负责调用其他一些系统函数，并在这些函数调用时针对errno变量进行适当的处理。

四、perror函数和errno值的关系

errno是C语言中标准错误处理模型中的一个关键组成部分，该变量可以帮助程序员确定哪里出错了，以及出错的原因是什么。在某些情况下，errno变量的值可以跨越多个函数调用，因此特别需要保证对errno变量的正确处理。

perror函数是一个C库函数，它可以根据errno的值输出一段与其对应的错误信息。在程序中，调用perror函数和分析errno变量是标准的错误信息处理策略。通过分析errno的值，程序员可以判断是这个错误是否需要终止程序（如：心情代码“if(errno){exit(errno); }”可以看到在系统一旦出错就直接停止发起它的那个应用程序，比如在Linux中我们可以kill发送一个信号就可以杀死应用，而exit也是直接准备退出当前程序）。如果是需要终止程序的错误，那么程序员可以通过perror来输出一个有关错误信息的警告。

下面是一个errno和perror函数的使用示例：

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *fp1, *fp2;

    if ((fp1 = fopen("file1.txt", "r")) == NULL) {
        perror("file1.txt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if ((fp2 = fopen("file2.txt", "r")) == NULL) {
        perror("file2.txt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* 在这里执行文件处理操作 */

    return 0;
}

在这个示例程序中，程序试图打开两个文件。如果打开文件哈file1.txt哈失败了，则程序会使用perror函数输出与文件打开错误相关的错误信息。在实际的应用程序中，程序其它部分可能会根据errno和输出的错误信息来进行相应的操作，比如将程序恢复到可用状态、重新执行程序、关闭正在执行的线程等等。

五、perror函数和strerror函数的区别

在C语言标准库中，有两个可以用来处理错误信息的函数。这两个函数分别是perror和strerror。

strerror函数的语法比较简单：

char *strerror(int errnum);

该函数的作用是：返回一个字符串，该字符串描述了一个给定错误号(errnum)所代表的错误信息。

和perror函数不同，strerror函数并不会向标准错误中写入一个有关错误信息的描述字符串。这意味着虽然strerror函数可以提供有用的错误信息，但是它在程序中没有perror函数那样广泛的应用场景。

下面是一个使用strerror函数的示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <errno>\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    int err = strtol(argv[1], NULL, 10);

    char *errmsg = strerror(err);

    printf("%s\n", errmsg);

    return 0;
}

在这个示例程序中，程序首先读取用户输入的errno值，然后使用strtol函数将该值转换为一个整数。接着，程序调用strerror函数，获取与该errno值相关的错误信息。最后，程序将错误信息输出到标准输出流stdout中。

总结

本文详细介绍了perror函数在C语言标准库中的作用和用法。通过这篇文章，读者可以了解到perror函数的基本语法和使用注意事项。同时，本文还探讨了perror函数在多线程程序中的使用方法和errno值的作用，以及perror函数和strerror函数的区别。相信本文可以帮助读者在程序开发过程中更好地使用perror函数，从而提高程序的可靠性和稳定性。