一、 綜述
我很少敢為自己寫的東西弄個(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，為公司寫一個(gè)ExceptionHandle的庫(kù)，以處理服務(wù)器及客戶端的未處理異常(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)合以前也是我寫的監(jiān)控系統(tǒng)，通知監(jiān)控客戶端報(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章開頭部分描述了一個(gè)美好世界，即所編寫的代碼永遠(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》一書中所寫）
一， 用異常沒有帶來(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)間開銷：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)沒有辦法使用異常的情況：
一． 所在的項(xiàng)目組中沒有合理的使用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，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，格式類似：
try
{
}
catch（）
{
}
經(jīng)常簡(jiǎn)寫為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再次拋出，并copy一份在catch中給用戶使用。
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