處理 C++ 中的異常會在語言級別上遇到少許隱含限制，但在某些情況下，您可以繞過它們。學(xué)習(xí)各種利用異常的方法，您就可以生產(chǎn)更可靠的應(yīng)用程序。

　　保留異常來源信息

　　在C++中，無論何時在處理程序內(nèi)捕獲一個異常，關(guān)于該異常來源的信息都是不為人知的。異常的具體來源可以提供許多更好地處理該異常的重要信息，或者提供一些可以附加到錯誤日志的信息，以便以后進行分析。

　　為了解決這一問題，可以在拋出異常語句期間，在異常對象的構(gòu)造函數(shù)中生成一個堆棧跟蹤。ExceptionTracer是示范這種行為的一個類。

　　清單 1. 在異常對象構(gòu)造函數(shù)中生成一個堆棧跟蹤

　　// Sample Program:

　　// Compiler: gcc 3.2.3 20030502

　　// Linux: Red Hat

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　using namespace std;

　　/////////////////////////////////////////////

　　class ExceptionTracer

　　{

　　public:

　　ExceptionTracer()

　　{

　　void * array[25];

　　int NSize = backtrace(array, 25);

　　char ** symbols = backtrace_symbols(array, nSize);

　　for (int i = 0; i < nSize; i++)

　　{

　　cout << symbols[i] << endl;

　　}

　　free(symbols);

　　}

　　};

　　管理信號

　　每當(dāng)進程執(zhí)行一個令人討厭的動作，以致于 Linux? 內(nèi)核發(fā)出一個信號時，該信號都必須被處理。信號處理程序通常會釋放一些重要資源并終止應(yīng)用程序。在這種情況下，堆棧上的所有對象實例都處于未破壞狀態(tài)。另一方面，如果這些信號被轉(zhuǎn)換成C++ 異常，那么您可以優(yōu)雅地調(diào)用其構(gòu)造函數(shù)，并安排多層 catch 塊，以便更好地處理這些信號。

　　清單 2 中定義的 SignalExceptionClass，提供了表示內(nèi)核可能發(fā)出信號的 C++ 異常的抽象。SignalTranslator 是一個基于 SignalExceptionClass 的模板類，它通常用來實現(xiàn)到 C++ 異常的轉(zhuǎn)換。在任何瞬間，只能有一個信號處理程序處理一個活動進程的一個信號。因此，SignalTranslator 采用了 singleton 設(shè)計模式。整體概念通過用于 SIGSEGV 的 SegmentationFault 類和用于 SIGFPE 的FloatingPointException 類得到了展示。

　　清單 2. 將信號轉(zhuǎn)換成異常

　　template class SignalTranslator

　　{

　　private:

　　class SingleTonTranslator

　　{

　　public:

　　SingleTonTranslator()

　　{

　　signal(SignalExceptionClass::GetSignalNumber(),

　　SignalHandler);

　　}

　　static void SignalHandler(int)

　　{

　　throw SignalExceptionClass();

　　}

　　};

　　public:

　　SignalTranslator()

　　{

　　static SingleTonTranslator s_objTranslator;

　　}

　　};

　　// An example for SIGSEGV

　　class SegmentationFault : public ExceptionTracer, public

　　exception

　　{

　　public:

　　static int GetSignalNumber() {return SIGSEGV;}

　　};

　　SignalTranslator

　　g_objSegmentationFaultTranslator;

　　// An example for SIGFPE

　　class FloatingPointException : public ExceptionTracer, public

　　exception

　　{

　　public:

　　static int GetSignalNumber() {return SIGFPE;}

　　};

　　SignalTranslator

　　g_objFloatingPointExceptionTranslator;

　　管理構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)中的異常

　　在全局(靜態(tài)全局)變量的構(gòu)造和析構(gòu)期間，每個 ANSI C++ 都捕獲到異常是不可能的。因此，ANSI C++ 不建議在那些其實例可能被定義為全局實例(靜態(tài)全局實例)的類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)中拋出異常。換一種說法就是永遠(yuǎn)都不要為那些其構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)可能拋出異常的類定義全局(靜態(tài)全局)實例。不過，如果假定有一個特定編譯器和一個特定系統(tǒng)，那么可能可以這樣做，幸運的是，對于Linux 上的 GCC，恰好是這種情況。

　　使用 ExceptionHandler 類可以展示這一點，該類也采用了 singleton 設(shè)計模式。其構(gòu)造函數(shù)注冊了一個未捕獲的處理程序。因為每次只能有一個未捕獲的處理程序處理一個活動進程，構(gòu)造函數(shù)應(yīng)該只被調(diào)用，因此要采用 singleton 模式。應(yīng)該在定義有問題的實際全局(靜態(tài)全局)變量之前定義 ExceptionHandler 的全局(靜態(tài)全局)實例。

　　清單 3. 處理構(gòu)造函數(shù)中的異常

　　class ExceptionHandler

　　{

　　private:

　　class SingleTonHandler

　　{

　　public:

　　SingleTonHandler()

　　{

　　set_terminate(Handler);

　　}

　　static void Handler()

　　{

　　// Exception from construction/destruction of global variables try

　　{

　　// re-throw throw;

　　}

　　catch (SegmentationFault &)

　　{

　　cout << “SegmentationFault” << endl;

　　}

　　catch (FloatingPointException &)

　　{

　　cout << “FloatingPointException” << endl;

　　}

　　catch (...)

　　{

　　cout << “Unknown Exception” << endl;

　　}

　　//if this is a thread performing some core activity

　　abort();

　　// else if this is a thread used to service requests

　　// pthread_exit();

　　}

　　};

　　public:

　　ExceptionHandler()

　　{

　　static SingleTonHandler s_objHandler;

　　}

　　};

　　//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

　　class A

　　{

　　public:

　　A()

　　{

　　//int i = 0, j = 1/i;

　　*(int *)0 = 0;

　　}

　　};

　　// Before defining any global variable, we define a dummy instance

　　// of ExceptionHandler object to make sure that

　　// ExceptionHandler::SingleTonHandler::SingleTonHandler() is

　　invoked

　　ExceptionHandler g_objExceptionHandler;

　　A g_a;

　　//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

　　int main(int argc, char* argv[])

　　{

　　return 0;

　　}

　　處理多線程程序中的異常

　　有時一些異常沒有被捕獲，這將造成進程異常中止。不過很多時候，進程包含多個線程，其中少數(shù)線程執(zhí)行應(yīng)用程序邏輯，同時，其余線程為外部請求提供服務(wù)。如果服務(wù)線程因編程錯誤而沒有處理某個異常，則會造成整個應(yīng)用程序崩潰。這一點可能是不受人們歡迎的，因為它會通過向應(yīng)用程序傳送不合法的請求而助長拒絕服務(wù)攻擊。為了避免這一點，未捕獲處理程序可以決定是請求異常中止調(diào)用，還是請求線程退出調(diào)用。清單3 中 ExceptionHandler::SingleTonHandler::Handler() 函數(shù)的末尾處展示了該處理程序。

　　結(jié)束語

　　我簡單地討論了少許 C++ 編程設(shè)計模式，以便更好地執(zhí)行以下任務(wù)：

　　·在拋出異常的時候追蹤異常的來源。

　　·將信號從內(nèi)核程序轉(zhuǎn)換成 C++ 異常。

　　·捕獲構(gòu)造和/或析構(gòu)全局變量期間拋出的異常。

　　·多線程進程中的異常處理。