C++華麗的exception handling(異常處理)背后隱藏的陰暗面及其處理方法
最近在看auto_ptr源碼的時候，發現里面的異常說明很多。事實上對于exception handling這塊，以前也有很多困惑的地方，只是由于平時代碼中很少用到，于是就從來沒仔細鉆研過。本來這篇是用來寫smart pointer的，既然遇到了exception handling這塊，那么先把這塊硬骨頭啃下來再說吧。
翻閱了很多大師的經典著作，發現exception handling在《c++ primer》中只是概念性的提了下，對于技巧型的內容幾乎沒有涉及到；《effective c++》中只有一個條款中提及，《inside c++ object model》也提到很少，幸運的是《more effective c++》中卻有一個專題來研討這塊，而且講到很多技巧性的內容，令人膾炙人口。。 雖然新公司里很少用到exception handling，所有的狀態信息都是以日志文件形式來記錄，而誰也不能保證以后的工作中不會用到，對于一般性的異常處理，自認為還是可以應付的來的，至少不會導致因為沒有處理的exception而teminate了當前程序，而如果要寫出高質量高穩定性的C++代碼，不掌握exception handling的技巧性使用應該是很難的（至少我是這么認為的），當然了，C陣營中錯誤代碼或返回狀態信息是另一類exception技能了。而正如Scott Meyers在《effective c++》的條款一所說：視C++為一個語言聯邦；因而不該因為C++是由C發展而來而全盤忽視了C++的特性。。。
VS編譯器對異常規范的忽視
異常規范在《C++ Primer》中倒是提及的多一些。這一塊也是exception handling中最令人頭大的一塊，因為盡管編譯器能檢測出少量異常規范，對于大多數的異常規范，只有在運行期才能知曉，如果違反了異常規范，諸多大師的一致解釋是：程序會自動調用標準庫的unexpacted函數，此函數又調用teminate函數，從而直接終止程序的運行。來看看如下代碼：
#include <iostream>
using namespace std;
typedef void (*CallBackPtr)(int nEventLocationX,int nEventLocationY,void *pDataToPassValue)throw();
class CallBack
{
public:
CallBack(CallBackPtr fPtr,void *pDataToPassValue):func(fPtr),pData(pDataToPassValue)
{}
void MakeCallBack(int nEventLocationX,int nEventLocationY) const throw()
{
func(nEventLocationX,nEventLocationY,pData);
};
private:
CallBackPtr func;
void *pData;
};
void MyFunc(int nEventLocationX,int nEventLocationY,void *pDataToPassValue) throw(runtime_error)
{
cout<<nEventLocationX<<" "<<nEventLocationY<<endl;
throw runtime_error("runtime error example!");
}
int main(int *argc , char **argv)
{
CallBackPtr Func = MyFunc;
CallBack MyCallBack(Func,NULL);
MyCallBack.MakeCallBack(10,10);
return 0;
}
這是一個回調函數管理類的例子，是《more effective c++》的原例，如果按照Lippman在《C++ Primer》中所說的話，此程序應該不能通過編譯，因為它存在一個編譯期就能檢測出來的違反異常規范的地方：對于函數MyFunc和函數定義CallBackPtr異常聲明，MyFunc的規范更為嚴格，它應該不能轉化為CallBackPtr的對象才是，因為CallBackPtr的異常規范為throw()，意味著此函數不會拋出任何異常。。而我在VS2008下卻能正常編譯通過，只有一個warning:C++ exception specification ignored except to indicate a function is not __declspec(nothrow)，MSDN中對其解釋是：“使用異常規范聲明函數，Visual C++ 接受但并不實現此規范。包含在編譯期間被忽略的異常規范的代碼可能需要重新編譯和鏈接，以便在支持異常規范的未來版本中重用。”意即VC編譯器不支持異常規格說明。。 令我牽腸掛肚的是：倘若一直如此的話，那么C++的異常規范特性得全部由程序員來掌控，感嘆VC編譯器對于這點多少有些不人道。。 但我也不想因此而以點蓋面的全盤否定VC編譯器在其它方面的高性能。
使用smart pointer來防止destructor中的資源泄露
對于由于異常處理不當而引發的資源泄露，無疑亦是程序員喜歡討論的話題之一，因為拋出異常意味著一個拋異常的代碼塊可能只執行了一部分（前提是當前函數沒有處理異常），這樣的話，那么異常又會傳送到當前代碼塊的外圍去處理，而引發資源泄露的代碼塊往往卻是這塊沒被執行的代碼，看看如下例子：
#include <iostream>
using namespace std;
class BaseClass
{
public:
BaseClass(){};
~BaseClass(){};
};
void ExceptionFunc() throw(runtime_error)
{
throw runtime_error("example exception handling!");
}
void Function() throw(runtime_error)
{
BaseClass *pBase = new BaseClass;
ExceptionFunc();
delete pBase;
}
int main(int *argc , char **argv)
{
try
{
Function();
}
catch(runtime_error &err)
{
cout<<err.what()<<endl;
}
return 0;
}
不得不承認在main函數返回之前，所有的異常確實得到了處理，讓人難以忽視的是：Function里面拋出異常后，delete pBase沒有執行，這就意味著發生了內存泄露。。指針無處不在，如果我們不想用指針而想提高代碼的效率和質量，那幾乎是不可能的。事實上，我們可以在Function函數里捕捉異常，然后在異常處理塊中執行delete pBase，可以避免由此引發的內存泄露，然而這樣做的缺陷是要寫兩個delete， Scott Meyers對于這種引發內存的更好的處理方式是：使用smart pointer。 如果將Function改為如下：
void Function() throw(runtime_error)
{
BaseClass *pBase = new BaseClass;
auto_ptr<BaseClass> PtrBase(pBase);
ExceptionFunc();
}
用類來管理資源是防止資源泄露的有力法器之一，這種情況下異常拋出后，auto_ptr對象肯定會執行析構函數，此時會自動釋放其指針成員指向的對象資源，即便它的對象為NULL，由于C++保證了delete空指針無異常的特性，所以資源是肯定會正確的釋放。然而在我看來，smart pointer的使用也只是一種折中而已，因為使用auto_ptr而帶來的負面性后果其實也可以大作討論了，有待我之后的smart pointer文章再作詳細討論。
異常逃離destructor的災難性后果
這一點也是唯一一條Sotte Meyyers在《effective c++》（條款8）和《more effective c++》（第五章節）中重復討論了兩次的條款，當destructor中無法處理異常的話，程序會直接調用teminate從而終止。。如果試圖在destructor外部捕獲異常，那將是徒勞的，正如一般重載delete運算符的聲明式一樣，往往在后面又加個異常規范throw()，這意味著delete外部根本無法捕捉到其內部的異常。
