一、   綜述

我很少敢為自己寫(xiě)的東西弄個(gè)詳解的標(biāo)題，之所以這次敢于這樣，自然還算是有點(diǎn)底氣的。并且也以此為動(dòng)力，督促自己好好的將這兩個(gè)東西研究透。

當(dāng)年剛開(kāi)始工作的時(shí)候，第一個(gè)工作就是學(xué)習(xí)breakpad的源代碼，然后了解其原理，為公司寫(xiě)一個(gè)ExceptionHandle的庫(kù)，以處理服務(wù)器及客戶(hù)端的未處理異常(unhandle exception)，并打下dump，以便事后分析，當(dāng)年這個(gè)功能在有breakpad的示例在前時(shí)，實(shí)現(xiàn)難度并不大，無(wú)非就是調(diào)用了SetUnhandledExceptionFilter等函數(shù)，讓windows在出現(xiàn)未處理異常時(shí)讓自己的回調(diào)函數(shù)接管操作，然后利用其struct _EXCEPTION_POINTERS*ExceptionInfo的指針，通過(guò)MiniDumpWriteDump API將Dump寫(xiě)下來(lái)。但是仍記得，那時(shí)看到《Windows 核心編程》第五部分關(guān)于結(jié)構(gòu)化異常處理的描述時(shí)那種因?yàn)榈玫叫迈r知識(shí)時(shí)的興奮感，那是我第一次這樣接近Windows系統(tǒng)的底層機(jī)制，如同以前很多次說(shuō)過(guò)的，那以后我很投入的捧著讀完了《Windows 核心編程》，至今受益匪淺。當(dāng)時(shí)也有一系列一邊看源代碼一邊寫(xiě)下心得的時(shí)候，想想，都已經(jīng)一年以前的事情了。

《讀windows核心編程,結(jié)構(gòu)化異常部分,理解摘要》

《Breakpad在進(jìn)程中完成dump的流程描述》

《Breakpad 使用方法理解文檔》

直到最近，為了控制服務(wù)器在出現(xiàn)異常時(shí)不崩潰，（以前是崩潰的時(shí)候打Dump），對(duì)SEH（windows結(jié)構(gòu)化異常）又進(jìn)行了進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，做到了在服務(wù)器出現(xiàn)了異常情況（例如空指針的訪問(wèn)）時(shí)，服務(wù)器打下Dump，并繼續(xù)運(yùn)行，并不崩潰，結(jié)合以前也是我寫(xiě)的監(jiān)控系統(tǒng)，通知監(jiān)控客戶(hù)端報(bào)警，然后就可以去服務(wù)器上取回dump，并分析錯(cuò)誤，這對(duì)服務(wù)器的穩(wěn)定性有很大的幫助，不管我們對(duì)服務(wù)器的穩(wěn)定性進(jìn)行了多少工作，作為C++程序，偶爾的空指針訪問(wèn)，幾乎沒(méi)有辦法避免。。。。。。但是，這個(gè)工作，對(duì)這樣的情況起到了很好的緩沖作用。在這上面工作許久，有點(diǎn)心得，寫(xiě)下來(lái)，供大家分享，同時(shí)也是給很久以后的自己分享。

二、   為什么需要異常

《Windows核心編程》第4版第13章開(kāi)頭部分描述了一個(gè)美好世界，即所編寫(xiě)的代碼永遠(yuǎn)不會(huì)執(zhí)行失敗，總是有足夠的內(nèi)存，不存在無(wú)效的指針。。。。但是，那是不存在的世界，于是，我們需要有一種異常的處理措施，在C語(yǔ)言中最常用的（其實(shí)C++中目前最常用的還是）是利用錯(cuò)誤代碼（Error Code）的形式。

這里也為了更好的說(shuō)明，也展示一下Error Code的示例代碼：

Error Code常用方式：

1.最常用的就是通過(guò)返回值判斷了：

比如C Runtime Library中的fopen接口，一旦返回NULL,Win32 API中的CreateFiley一旦返回INVALID_HANDLE_VALUE，就表示執(zhí)行失敗了。

2.當(dāng)返回值不夠用（或者攜帶具體錯(cuò)誤信息不夠的）時(shí)候，C語(yǔ)言中也常常通過(guò)一個(gè)全局的錯(cuò)誤變量來(lái)表示錯(cuò)誤。

比如C Runtime Library中的errno 全局變量，Win32 API中的GetLastError，WinSock中的WSAGetLastError函數(shù)就是這種實(shí)現(xiàn)。

既然Error Code在這么久的時(shí)間中都是可用的，好用的，為什么我們還需要其他東西呢？

這里可以參考一篇比較淺的文章。《錯(cuò)誤處理和異常處理，你用哪一個(gè)》，然后本人比較欽佩的pongba還有一篇比較深的文章：《錯(cuò)誤處理(Error-Handling)：為何、何時(shí)、如何(rev#2)》，看了后你一定會(huì)大有收獲。當(dāng)pongba列出了16條使用異常的好處后，我都感覺(jué)不到我還有必要再去告訴你為什么我們要使用異常了。

但是，這里在其無(wú)法使用異常的意外情況下，（實(shí)際是《C++ Coding Standards: 101 Rules, Guidelines, and Best Practices》一書(shū)中所寫(xiě)）

一，     用異常沒(méi)有帶來(lái)明顯的好處的時(shí)候：比如所有的錯(cuò) 誤都會(huì)在立即調(diào)用端解決掉或者在非常接近立即調(diào)用端的地方解決掉。

二，     在實(shí)際作了測(cè)定之后發(fā)現(xiàn)異常的拋出和捕獲導(dǎo)致了顯著的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)：這通常只有兩種情 況，要么是在內(nèi)層循環(huán)里面，要么是因?yàn)楸粧伋龅漠惓８静粚?duì)應(yīng)于一個(gè)錯(cuò)誤。

很明顯，文中列舉的都是完全理論上理想的情況，受制于國(guó)內(nèi)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，無(wú)論多么好的東西也不一定實(shí)用，你能說(shuō)國(guó)內(nèi)多少地方真的用上了敏捷開(kāi)發(fā)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)？這里作為現(xiàn)實(shí)考慮，補(bǔ)充幾個(gè)沒(méi)有辦法使用異常的情況：

一．     所在的項(xiàng)目組中沒(méi)有合理的使用RAII的習(xí)慣及其機(jī)制，比如無(wú)法使用足夠多的smart_ptr時(shí)，最好不要使用異常，因?yàn)楫惓：?/span>RAII的用異常不用RAII就像吃菜不放鹽一樣。這一點(diǎn)在后面論述一下。

二．     當(dāng)項(xiàng)目組中沒(méi)有使用并捕獲異常的習(xí)慣時(shí)，當(dāng)項(xiàng)目組中認(rèn)為使用異常是奇技淫巧時(shí)不要使用異常。不然，你自認(rèn)為很好的代碼，會(huì)在別人眼里不可理解并且作為異類(lèi)，接受現(xiàn)實(shí)。

三、   基礎(chǔ)篇

先回顧一下標(biāo)準(zhǔn)C++的異常用法

1.      C++標(biāo)準(zhǔn)異常

只有一種語(yǔ)法，格式類(lèi)似：

try

{

}

catch（）

{
}

經(jīng)常簡(jiǎn)寫(xiě)為try-catch，當(dāng)然，也許還要算上throw。格式足夠的簡(jiǎn)單。

以下是一個(gè)完整的例子：

MyException:

#include <string>

#include <iostream>

using namespace std;

class MyException : public exception

{

public:

    MyException(const char* astrDesc)

    {

       mstrDesc = astrDesc;

    }

    string mstrDesc;

};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    try

    {

       throw MyException("A My Exception");

    }

    catch(MyException e)

    {

       cout <<e.mstrDesc <<endl;

    }

    return 0;

}

這里可以體現(xiàn)幾個(gè)異常的優(yōu)勢(shì)，比如自己的異常繼承體系，攜帶足夠多的信息等等。另外，雖然在基礎(chǔ)篇，這里也講講C++中異常的語(yǔ)義，

如下例子中，

throwException:

#include <string>

#include <iostream>

using namespace std;

class MyException : public exception

{

public:

    MyException(const char* astrDesc)

    {

       mstrDesc = astrDesc;

    }

    MyException(const MyException& aoOrig)

    {

       cout <<"Copy Constructor MyException" <<endl;

       mstrDesc = aoOrig.mstrDesc;

    }

    MyException& operator=(const MyException& aoOrig)

    {

       cout <<"Copy Operator MyException" <<endl;

       if(&aoOrig == this)

       {

           return *this;

       }

       mstrDesc = aoOrig.mstrDesc;

       return *this;

    }

    ~MyException()

    {

       cout <<"~MyException" <<endl;

    }

    string mstrDesc;

};

void exceptionFun()

{

    try

    {

       throw MyException("A My Exception");

    }

    catch(MyException e)

    {

       cout <<e.mstrDesc <<" In exceptionFun." <<endl;

       e.mstrDesc = "Changed exception.";

       throw;

    }

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    try

    {

       exceptionFun();

    }

    catch(MyException e)

    {

       cout <<e.mstrDesc <<" Out exceptionFun." <<endl;

       throw;

    }

    return 0;

}

輸出：

Copy Constructor MyException

A My Exception In exceptionFun.

~MyException

Copy Constructor MyException

A My Exception Out exceptionFun.

~MyException

可以看出當(dāng)拋出C++異常的copy語(yǔ)義，拋出異常后調(diào)用了Copy Constructor，用新建的異常對(duì)象傳入catch中處理，所以在函數(shù)中改變了此異常對(duì)象后，再次拋出原異常，并不改變?cè)挟惓！?/span>

這里我們經(jīng)過(guò)一點(diǎn)小小的更改，看看會(huì)發(fā)生什么：

throwAnotherException

#include <string>

#include <iostream>

using namespace std;

class MyException : public exception

{

public:

    MyException(const char* astrDesc)

    {

       mstrDesc = astrDesc;

    }

    MyException(const MyException& aoOrig)

    {

       cout <<"Copy Constructor MyException" <<endl;

       mstrDesc = aoOrig.mstrDesc;

    }

    MyException& operator=(const MyException& aoOrig)

    {

       cout <<"Copy Operator MyException" <<endl;

       if(&aoOrig == this)

       {

           return *this;

       }

       mstrDesc = aoOrig.mstrDesc;

       return *this;

    }

    ~MyException()

    {

       cout <<"~MyException" <<endl;

    }

    string mstrDesc;

};

void exceptionFun()

{

    try

    {

       throw MyException("A My Exception");

    }

    catch(MyException e)

    {

       cout <<e.mstrDesc <<" In exceptionFun." <<endl;

        e.mstrDesc = "Changed exception.";

       throw e;

    }

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    try

    {

       exceptionFun();

    }

    catch(MyException e)

    {

       cout <<e.mstrDesc <<" Out exceptionFun." <<endl;

       throw;

    }

    return 0;

}

這里和throwException程序的唯一區(qū)別就在于不是拋出原有異常，而是拋出改變后的異常，輸出如下：

Copy Constructor MyException

A My Exception In exceptionFun.

Copy Constructor MyException

Copy Constructor MyException

~MyException

~MyException

Changed exception. Out exceptionFun.

~MyException

你會(huì)發(fā)現(xiàn)連續(xù)的兩次Copy Constructor都是改變后的異常對(duì)象，這點(diǎn)很不可理解。。。。。。。因?yàn)槭聦?shí)上一次就夠了。但是理解C++的Copy異常處理語(yǔ)義就好理解了，一次是用于傳入下一次的catch語(yǔ)句中的，還有一次是留下來(lái)，當(dāng)在外層catch再次throw時(shí)，已經(jīng)拋出的是改變過(guò)的異常對(duì)象了，我用以下例子來(lái)驗(yàn)證這點(diǎn)：

throwTwiceException

#include <string>

#include <iostream>

using namespace std;

class MyException : public exception

{

public:

    MyException(const char* astrDesc)

    {

       mstrDesc = astrDesc;

    }

    MyException(const MyException& aoOrig)

    {

       cout <<"Copy Constructor MyException" <<endl;

       mstrDesc = aoOrig.mstrDesc;

    }

    MyException& operator=(const MyException& aoOrig)

    {

       cout <<"Copy Operator MyException" <<endl;

       if(&aoOrig == this)

       {

           return *this;

       }

       mstrDesc = aoOrig.mstrDesc;

       return *this;

    }

    ~MyException()

    {

       cout <<"~MyException" <<endl;

    }

    string mstrDesc;

};

void exceptionFun()

{

    try

    {

       throw MyException("A My Exception");

    }

    catch(MyException e)

    {

       cout <<e.mstrDesc <<" In exceptionFun." <<endl;

       e.mstrDesc = "Changed exception.";

       throw e;

    }

}

void exceptionFun2()

{

    try

    {

       exceptionFun();

    }

    catch(MyException e)

    {

       cout <<e.mstrDesc <<" In exceptionFun2." <<endl;

       throw;

    }

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    try

    {

       exceptionFun2();

    }

    catch(MyException e)

    {

       cout <<e.mstrDesc <<" Out exceptionFuns." <<endl;

       throw;

    }

    return 0;

}

輸出如下，印證了我上面的說(shuō)明。

Copy Constructor MyException

A My Exception In exceptionFun.

Copy Constructor MyException

Copy Constructor MyException

~MyException

~MyException

Changed exception. In exceptionFun2.

~MyException

Copy Constructor MyException

Changed exception. Out exceptionFuns.

上面像語(yǔ)言律師一樣的討論著C++本來(lái)已經(jīng)足夠簡(jiǎn)單的異常語(yǔ)法，其實(shí)簡(jiǎn)而言之，C++總是保持著一個(gè)上次拋出的異常用于用戶(hù)再次拋出，并copy一份在catch中給用戶(hù)使用。

但是，實(shí)際上，會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)原有的異常對(duì)象是一直向上傳遞的，只要你不再次拋出其他異常，真正發(fā)生復(fù)制的地方在于你catch異常的時(shí)候，這樣，當(dāng)catch時(shí)使用引用方式，那么就可以避免這樣的復(fù)制。

referenceCatch

#include <string>

#include <iostream>

using namespace std;

class MyException : public exception

{

public:

    MyException(const char* astrDesc)

    {

       mstrDesc = astrDesc;

    }

    MyException(const MyException& aoOrig)

    {

       cout <<"Copy Constructor MyException: " <<aoOrig.mstrDesc <<endl;

       mstrDesc = aoOrig.mstrDesc;

    }

    MyException& operator=(const MyException& aoOrig)

    {

       cout <<"Copy Operator MyException:" <<aoOrig.mstrDesc <<endl;

       if(&aoOrig == this)

       {

           return *this;

       }

       mstrDesc = aoOrig.mstrDesc;

       return *this;

    }

    ~MyException()

    {

       cout <<"~MyException" <<endl;

    }

    string mstrDesc;

};

void exceptionFun()

{

    try

    {

       throw MyException("A My Exception");

    }

    catch(MyException& e)

    {

       cout <<e.mstrDesc <<" In exceptionFun." <<endl;

       e.mstrDesc = "Changed exception.";

       throw;

    }

}

void exceptionFun2()

{

    try

    {

       exceptionFun();

    }

    catch(MyException e)

    {

       cout <<e.mstrDesc <<" In exceptionFun2." <<endl;

       throw;

    }

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    try

    {

       exceptionFun2();

    }

    catch(MyException e)

    {

       cout <<e.mstrDesc <<" Out exceptionFuns." <<endl;

       throw;

    }

    return 0;

}

上例中，使用引用方式來(lái)捕獲異常，輸出如下：

A My Exception In exceptionFun.

Copy Constructor MyException: Changed exception.

Changed exception. In exceptionFun2.

~MyException

Copy Constructor MyException: Changed exception.

Changed exception. Out exceptionFuns.

~MyException

完全符合C++的引用語(yǔ)義。

基本可以發(fā)現(xiàn)，做了很多無(wú)用功，因?yàn)?/span>try-catch無(wú)非是一層迷霧，其實(shí)這里復(fù)制和引用都還是遵循著原來(lái)的C++簡(jiǎn)單的復(fù)制，引用語(yǔ)義，僅僅這一層迷霧，讓我們看不清楚原來(lái)的東西。所以，很容易理解一個(gè)地方throw一個(gè)對(duì)象，另外一個(gè)地方catch一個(gè)對(duì)象一定是同一個(gè)對(duì)象，其實(shí)不然，是否是原來(lái)那個(gè)對(duì)象在于你傳遞的方式，這就像這是個(gè)參數(shù)，通過(guò)catch函數(shù)傳遞進(jìn)來(lái)一樣，你用的是傳值方式，自然是通過(guò)了復(fù)制，通過(guò)傳址方式，自然是原有對(duì)象，僅此而已。

另外，最終總結(jié)一下，《C++ Coding  Standards》73條建議Throw by value,catch by reference就是因?yàn)楸疚拿枋龅腃++的異常特性如此，所以才有此建議，并且，其補(bǔ)上了一句，重復(fù)提交異常的時(shí)候用throw;

四、   參考資料

1.     Windows核心編程（Programming Applications for Microsoft Windows）,第4版，Jeffrey Richter著，黃隴，李虎譯，機(jī)械工業(yè)出版社

2.     MSDN—Visual Studio 2005 附帶版,Microsoft

3.     錯(cuò)誤處理和異常處理，你用哪一個(gè)，apollolegend

4.     錯(cuò)誤處理(Error-Handling)：為何、何時(shí)、如何(rev#2)，劉未鵬