C++ 异常处理 - 技术栈

1.C语言传统的处理错误的方式

[2. C++异常概念](#2. C++异常概念)

[3. 异常的使用](#3. 异常的使用)

[3.1 异常的抛出和捕获](#3.1 异常的抛出和捕获)

[3.2 异常的重新抛出](#3.2 异常的重新抛出)

[3.3 异常安全](#3.3 异常安全)

[3.4 异常规范](#3.4 异常规范)

4.自定义异常体系

5.C++标准库的异常体系

6.异常的优缺点

[6.1 C++异常的优点：](#6.1 C++异常的优点：)

[6.2 C++异常的缺点：](#6.2 C++异常的缺点：)

1.C语言传统的处理错误的方式

终止程序，如assert，缺陷：用户难以接受。如发生内存错误，除0错误时就会终止程序。
返回错误码，缺陷：需要程序员自己去查找对应的错误。

2. C++异常概念

异常是一种处理错误的方式，当一个函数发现自己无法处理的错误时就可以抛出异常，让函数的

直接或间接的调用者处理这个错误。

try ：标记可能抛出异常的代码块。
catch ：在需要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常。
throw ：当问题出现时，程序会抛出一个异常。

3. 异常的使用

3.1 异常的抛出和捕获

若有异常抛出则会跳过后续代码。
异常是通过抛出对象 而引发的，该对象的类型 就决定了应该激活哪个catch的处理代码。
被选中catch是调用链中与该对象类型 匹配且离抛出异常位置最近的那一个。
抛出异常对象后，会生成一个异常对象的拷贝 ，因为抛出的异常对象可能是一个临时对象，
所以会生成一个拷贝对象，这个拷贝的临时对象会在被catch以后销毁。
**catch(...)**可以捕获任意类型的异常，问题是不知道捕获的什么错误。
不能用auto作为类型来捕获异常。
实际中抛出和捕获的匹配原则有个例外，并不都是类型完全匹配，也可以抛出的派生类 对象，使用基类捕获。

3.2 异常的重新抛出

有可能单个的catch不能完全处理一个异常，在进行一些校正处理以后，希望再交给更外层的调用链函数来处理，catch则可以通过重新抛出将异常传递给更上层的函数进行处理。

若没有出现抛出异常，则会引起内存泄漏（没有释放array）。

cpp 复制代码

double Division(int a, int b)
{
    // 当b == 0时抛出异常
    if (b == 0)
    {
        throw "Division by zero condition!";
    }
    return (double)a / (double)b;
}
void Func()
{
    // 这里可以看到如果发生除0错误抛出异常，另外下面的array没有得到释放。
    // 所以这里捕获异常后并不处理异常，异常还是交给外面处理，这里捕获了再重新抛出去。
    int* array = new int[10];
    try {
        int len, time;
        cin >> len >> time;
        cout << Division(len, time) << endl;
    }
    catch (...)
    {
        cout << "delete []" << array << endl;
        delete[] array;
        throw;
    }

    // ...

    cout << "delete []" << array << endl;
    delete[] array;
}

int main()
{
    try
    {
        Func();
    }
    catch (const char* errmsg)
    {
        cout << errmsg << endl;
    }

    return 0;
}

3.3 异常安全

对象没有初始化完：构造函数完成对象的构造和初始化，最好不要在构造函数中抛出异常，否则可能导致对象不完整或没有完全初始化。
对象没有析构完：析构函数主要完成资源的清理，最好不要在析构函数内抛出异常，否则可能导致资源泄漏(内存泄漏、句柄未关闭等)。
资源没有释放完：C++中异常经常会导致资源泄漏的问题，例如：在new和delete中抛出了异常，导致内存泄漏，在lock和unlock之间抛出了异常导致死锁等。

3.4 异常规范

C++98 只是提示，没有任何实际作用。
C++11 有实际作用，noexcept 标识不会去捕获，如果被捕获会报错（编译器在运行阶段）

4.自定义异常体系

实际运用中都会定义一套继承的规范体系，这样抛出的都是继承的派生类对象 ，捕获一个基类就可以了。

自定义基类：

cpp 复制代码

// 服务器开发中通常使用的异常继承体系
class Exception
{
public:
	Exception(const string& errmsg, int id)
		:_errmsg(errmsg)
		, _id(id)
	{}

	virtual string what() const
	{
		return _errmsg;
	}
protected:
	string _errmsg; // 错误描述
	int _id;		// 错误编号
};

class SqlException : public Exception
{
public:
	SqlException(const string& errmsg, int id, const string& sql)
		:Exception(errmsg, id)
		, _sql(sql)
	{}

	virtual string what() const
	{
		string str = "SqlException:";
		str += _errmsg;
		str += "->";
		str += _sql;

		return str;
	}

private:
	const string _sql;
};

class CacheException : public Exception
{
public:
	CacheException(const string& errmsg, int id)
		:Exception(errmsg, id)
	{}

	virtual string what() const
	{
		string str = "CacheException:";
		str += _errmsg;
		return str;
	}
};

class HttpServerException : public Exception
{
public:
	HttpServerException(const string& errmsg, int id, const string& type)
		:Exception(errmsg, id)
		, _type(type)
	{}

	virtual string what() const
	{
		string str = "HttpServerException:";
		str += _type;
		str += ":";
		str += _errmsg;

		return str;
	}

private:
	const string _type;
};

void SQLMgr()
{
	srand(time(0));
	if (rand() % 7 == 0)
	{
		throw SqlException("权限不足", 100, "select * from name = '张三'");
	}

	//throw "xxxxxx";
}

void CacheMgr()
{
	srand(time(0));
	if (rand() % 5 == 0)
	{
		throw CacheException("权限不足", 100);
	}
	else if (rand() % 6 == 0)
	{
		throw CacheException("数据不存在", 101);
	}

	SQLMgr();
}

void HttpServer()
{
	// ...
	srand(time(0));
	if (rand() % 3 == 0)
	{
		throw HttpServerException("请求资源不存在", 100, "get");
	}
	else if (rand() % 4 == 0)
	{
		throw HttpServerException("权限不足", 101, "post");
	}

	CacheMgr();
}

int main()
{
	while (1)
	{
		Sleep(500);

		try {
			HttpServer();
		}
		catch (const Exception& e) // 这里捕获父类对象就可以
		{
			/*	int n = 10;
				while(e._erid == 3 && n--)
				{
					// 重试
					Seed
				}*/

				// 多态
			cout << e.what() << endl;
		}
		catch (...)
		{
			cout << "Unkown Exception" << endl;
		}
	}

	return 0;
}

5.C++标准库的异常体系

C++ 提供了一系列标准的异常，定义在中，我们可以在程序中使用这些标准的异常。它们是以父

课子类层次结构组织起来的，如下所示：

每个异常的具体说明：

6.异常的优缺点

6.1 C++异常的优点：

异常对象定义好后，相比错误码的方式可以更清楚的展示出错误的各种信息，甚至可以包含堆栈调用的信息，这样可以更好的帮助定位到程序的bug。
返回错误码的传统方式有个很大的问题就是，在函数调用链 中，深层的函数返回了错误，那么我们得层层返回错误，最外层才能拿到错误，具体看下面的详细解释。
很多的第三方库都包含异常，比如boost、gtest、gmock等等常用的库，那么我们使用它们也需要使用异常。
部分函数使用异常更好处理，比如构造函数没有返回值 ，不方便使用错误码方式处理。比如T& operator这样的函数，如果pos越界了只能使用异常或者终止程序处理，没办法通过返回值表示错误。

6.2 C++异常的缺点：

异常会导致程序的执行流乱跳，并且非常的混乱，并且是运行时出错抛异常就会乱跳。这会导致我们跟踪调试时以及分析程序时，比较困难。
异常会有一些性能的开销。当然在现代硬件速度很快的情况下，这个影响基本忽略不计。
C++没有垃圾回收机制，资源需要自己管理。有了异常非常容易导致内存泄漏、死锁等异常安全问题。这个需要使用RAII来处理资源的管理问题。
C++标准库的异常体系定义得不好，导致大家各自定义各自的异常体系，非常的混乱。
异常尽量规范使用，否则后果不堪设想，随意抛异常，外层捕获的用户苦不堪言。所以异常规范有两点：1.抛出异常类型都继承自一个基类。2.函数是否抛异常、抛什么异常，都使用 func() throw(); 的方式规范化。