Windows下return，exit和ExitProcess的区别和分析

通常，我们为了使自己的程序结束，会在主函数中使用return或调用exit()。在windows下还有ExitProcess()和TerminateProcess()等函数。
本文的目的是比较以上几种结束程序的方式的区别，并分析其原理。

首先我们用一个例子来说明几种结束方式的区别。
测试环境为Windows XP HOME SP2，编译器为Visual Studio.net 2003

测试代码如下：
#include
#include
#include

class Test
{
public:
Test (int i) {m_i=i; printf ("construct %d/n", m_i);};
~Test () {printf ("destruct %d/n", m_i);};
private:
int m_i;
};

Test t_1 (1);

int main(int argc, char* argv[])
{
Test t_2 (2);
printf("Hello World!/n");
// return 0;
// exit (0);
// ExitProcess (0);
}

我们的目标是察看两种结束方式有什么不同。

程序在运行的结果为：

使用return 0结束时:
construct 1
construct 2
Hello World!
destruct 2
destruct 1

使用exit (0)结束时：
construct 1
construct 2
Hello World!
destruct 1

使用ExitProcess (0)结束时：
construct 1
construct 2
Hello World!

从结果上我们可以看出来，采用return来结束进程可以正确的析构全局和局部对象。而采用exit()来结束进程时全局对象可以正确析构，但局部对象没有正确析构。采用ExitProcess(0)结束时全局和局部对象都没有正确析构。

为什么会出现这样的情况呢？
《Windows核心编程》中我们可以得到以下解释：
"当主线程的进入点函数（WinMain、wWinMain、main或wmain）返回时，它将返回给C/C++运行期启动代码，它能够正确地清楚该进程使用的所有C运行期资源。当C运行期资源被释放之后，C运行期启动代码就显式的调用ExitProcess，并将进入点函数返回的值传递给它。"

那么，通过跟踪代码我们可以发现：
return 0实际上执行了以下操作：
return 0;
00401035 mov dword ptr [ebp-0D4h],0
0040103F lea ecx,[t_2]
00401042 call Test::~Test (4010F0h)
00401047 mov eax,dword ptr [ebp-0D4h]
}
0040104D push edx
0040104E mov ecx,ebp
00401050 push eax
00401051 lea edx,ds:[401072h]
00401057 call _RTC_CheckStackVars (4011E0h)
0040105C pop eax
0040105D pop edx
0040105E pop edi
0040105F pop esi
00401060 pop ebx
00401061 add esp,0D8h
00401067 cmp ebp,esp
00401069 call _RTC_CheckEsp (4011B0h)
0040106E mov esp,ebp
00401070 pop ebp
00401071 ret
在ret之后，程序返回到启动main函数的代码，并执行以下操作：
if ( !managedapp )
exit(mainret);
_cexit();

可见return 0上调用了局部对象t_2的析构函数。

而
void __cdecl exit (
int code
)
{
doexit(code, 0, 0); /* full term, kill process */
}
void __cdecl _cexit (
void
)
{
doexit(0, 0, 1); /* full term, return to caller */
}

实际上程序调用了doexit函数。
static void __cdecl doexit (
int code,
int quick,
int retcaller
)
{
#ifdef _DEBUG
static int fExit = 0;
#endif /* _DEBUG */

#ifdef _MT
_lockexit(); /* assure only 1 thread in exit path */
__TRY
#endif /* _MT */

if (_C_Exit_Done == TRUE) /* if doexit() is being called recursively */
TerminateProcess(GetCurrentProcess(),code); /* terminate with extreme prejudice */
_C_Termination_Done = TRUE;

/* save callable exit flag (for use by terminators) */
_exitflag = (char) retcaller; /* 0 = term, !0 = callable exit */

if (!quick) {

/*
* do _onexit/atexit() terminators
* (if there are any)
*
* These terminators MUST be executed in reverse order (LIFO)!
*
* NOTE:
* This code assumes that __onexitbegin points
* to the first valid onexit() entry and that
* __onexitend points past the last valid entry.
* If __onexitbegin == __onexitend, the table
* is empty and there are no routines to call.
*/

if (__onexitbegin) {
while ( --__onexitend >= __onexitbegin )
/*
* if current table entry is non-NULL,
* call thru it.
*/
if ( *__onexitend != NULL )
(**__onexitend)();
}

/*
* do pre-terminators
*/
_initterm(__xp_a, __xp_z);
}

/*
* do terminators
*/
_initterm(__xt_a, __xt_z);

#ifndef CRTDLL
#ifdef _DEBUG
/* Dump all memory leaks */
if (!fExit && _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_REPORT_FLAG) & _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF)
{
fExit = 1;
_CrtDumpMemoryLeaks();
}
#endif /* _DEBUG */
#endif /* CRTDLL */

/* return to OS or to caller */

#ifdef _MT
__FINALLY
if (retcaller)
_unlockexit(); /* unlock the exit code path */
__END_TRY_FINALLY
#endif /* _MT */
if (retcaller)
return;

_C_Exit_Done = TRUE;

__crtExitProcess(code);
}

其中部分源代码如下：
if (__onexitbegin) {
00406056 cmp dword ptr [___onexitbegin (412DA8h)],0
0040605D je doexit+70h (406090h)
while ( --__onexitend >= __onexitbegin )
0040605F mov edx,dword ptr [___onexitend (412DA4h)]
00406065 sub edx,4
00406068 mov dword ptr [___onexitend (412DA4h)],edx
0040606E mov eax,dword ptr [___onexitend (412DA4h)]
00406073 cmp eax,dword ptr [___onexitbegin (412DA8h)]
00406079 jb doexit+70h (406090h)
/*
* if current table entry is non-NULL,
* call thru it.
*/
if ( *__onexitend != NULL )
0040607B mov ecx,dword ptr [___onexitend (412DA4h)]
00406081 cmp dword ptr [ecx],0
00406084 je doexit+6Eh (40608Eh)
(**__onexitend)();
00406086 mov edx,dword ptr [___onexitend (412DA4h)]
0040608C call dword ptr [edx]
}
0040608E jmp doexit+3Fh (40605Fh)

程序在0040608C处跳转到如下代码：
0040EC10 push ebp
0040EC11 mov ebp,esp
0040EC13 sub esp,0C0h
0040EC19 push ebx
0040EC1A push esi
0040EC1B push edi
0040EC1C lea edi,[ebp-0C0h]
0040EC22 mov ecx,30h
0040EC27 mov eax,0CCCCCCCCh
0040EC2C rep stos dword ptr [edi]
0040EC2E mov ecx,offset t_1 (412760h)
0040EC33 call Test::~Test (4010F0h)
0040EC38 pop edi
0040EC39 pop esi
0040EC3A pop ebx
0040EC3B add esp,0C0h
0040EC41 cmp ebp,esp
0040EC43 call _RTC_CheckEsp (4011B0h)
0040EC48 mov esp,ebp
0040EC4A pop ebp
0040EC4B ret
在这里，全局变量t_1被析构。
在doexit的最后，程序调用
__crtExitProcess(code);

void __cdecl __crtExitProcess (
int status
)
{
HMODULE hmod;
PFN_EXIT_PROCESS pfn;

hmod = GetModuleHandle("mscoree.dll");
if (hmod != NULL) {
pfn = (PFN_EXIT_PROCESS)GetProcAddress(hmod, "CorExitProcess");
if (pfn != NULL) {
pfn(status);
}
}

/*
* Either mscoree.dll isn't loaded,
* or CorExitProcess isn't exported from mscoree.dll,
* or CorExitProcess returned (should never happen).
* Just call ExitProcess.
*/

ExitProcess(status);
}
在这里，终于调用到了ExitProcess。至此，全局对象t_1和局部对象t_2都完成了析构操作。

从分析过程，我们可以得出以下结论。
在Windows下，return 0 的实际执行过程是：

先析构main函数内的局部对象。

返回至调用main的函数。

调用exit函数，由exit函数调用doexit函数，在doexit函数中完成对全局对象的析构。

最后调用ExitProcess结束进程。

所以，ExitProcess不负责任何对象的析构，exit只负责析构全局对象，return 0可以析构局部对象并调用exit，因此能析构全部对象。