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T: Who calls std::terminate?
异常机制相比于返回值errno的优势之一在于后者如果忘记调用,就不知道出错,但异常不会;
异常可能会导致局部变量析构不能完成【在main之前如果runtime没有catch到异常,也许stack unwinding不会发生,m也不会析构了,这一点我测试过】,如以下代码:
struct M {
~M() {}
};
main() {
M m;
throw SomeException();
}
对于全局变量初使化,我们没有办法加exception handler的,所以有以下规则:
- 尽量不要用全局变量。它导致许多问题,引用透明性问题,单元测试变得麻烦,初使化失败的问题,构造顺序问题
- 尽可能使用buildin type的初使化,它们不会失败
- 尽可能使用编译时初使化,用constexpr强制
- 如果有non-trivial运行时的开销,考虑在main顶层初使化或使用单例或者函数局部对象,这样也可以捕获其可能产生的异常
像以下代码:
catch(MyException exc) {
//
}
MyException对象是按值传递,那么就可能其copy ctor发生第二次异常(比如string拷贝就可能异常),导致直接terminate.所以尽可能用常量左值引用。以下代码是我的验证:
class my_exception : public exception {
public:
~my_exception() {
}
my_exception() {}
my_exception(const my_exception& o) {
throw string("my_exception");
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
M m;
try {
throw my_exception();
} catch(my_exception e) { //
cout << "caught\n";
}
return 0;
}
如果按上面运行,则
This application has requested the Runtime to terminate it in an unusual way.
Please contact the application's support team for more information.
terminate called after throwing an instance of 'std::__cxx11::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >'
将e修改为const my_exception&后,正常打印caught和very important msg
被noexcept声明的函数意味着只要throw就调terminate【难道不加它就不调terminate ???】,编译器或runtime可以不做unwind stack的工作,或者部分unwind;
rethrow_nested
是表示low-level exception被high-level exception所包住,这样在high-level handler里就可以inspect那个low-level exception
rethrow_exception
常常用于一个线程中throw了exception,在另一个线程中去check它
thread析构时,它不是joinable,就会terminate; 推荐使用std::async
abort不会调terminate handler ? YES ! terminate默认会调abort
T: Using std::terminate 更加详细的介绍terminate机制
怎么理解error ?
可以分为可恢复与不可恢复。可恢复的错误可能稍微处理下或丢弃就可以继续运行,不可恢复的可能有Bug,有时需强制停止
stack unwinding是用来处理可恢复性error的,一些动作被丢弃,只执行相关的clean-up,希望它能从error中恢复并继续正常运行;
terminate是用来处理不可恢复的error,它的行为与platform有关
std::_Exit
与std::exit
不一样,后者会干各种清理工作,如静态结构的析构、atexit注册函数的调用,但前者不会,不过是否flush file取决于实现
在terminate handler里重新调用原程序,似乎是可以,但有点Insane,会导致栈溢出;
如果程序占用了全部资源(不是独占的资源),它突然停止会导致资源hung住,为确保其它程序能用,必须安全释放;
用log记录terminate事件是可以的,但注意log对象往往是global,global对象对于terminate经常是不可靠的(除了cin,cout,因为它们不会被销毁)
Logger * logger = new Logger;
[[noreturn]] void onTerminate() noexcept {
try {
if (logger) {
logger->logAbnormalTermination();
}
} catch(...) {
//ignore !
}
std::_Exit(EXIT_FAILURE);
}
int main() {
std::set_terminate(&onTerminate);
//run ...
}
如上代码犯了两个规范:
- 它不该吞了异常
- logger没有释放。但这关系不太(在评论里,他说:不是所有leak都是危险的,虽然它会被static analyzer检测到,但我们不需要修复所有leak),程序shutdown时都会被释放,它可保证在onTerminate里仍能工作(如果其它编译单元的global对象要在析构中用这个logger,当然是希望这个logger没被析构仍可用)
- 评论中Todd Greer有句话我觉得有意思:
Just put some loud comments in place describing what you’re doing to keep it from being undone in maintainence
为防止其它人不知道什么原因就把删除了,所以添加注释以说明
- 评论中Tony Van Eerd说可以使用placement new,看起来似乎不错
[[noreturn]] void onTerminate() noexcept {
if (auto exc = std::current_exception()) {
try {
rethrow_exception((exc));
} catch (exception1 const& exc) {
//additional action
} catch (exception2 const& exc) {
//...
}
}
}
如果在知道是什么异常导致了terminate,可以在terminate handler里用current_exception
检查,如上述代码所示;
比logging更好的方式是调一个系统函数使之core dump, run-time可以不做unwind stack的事,这样我们就可以在导致异常的那个点上生成core dump
terminate handler不是线程安全的,需要加mutex;
像这样在main之前安装handler,const auto installed { std::set_terminate(&handler));
也不是最好的方式,因为其它全部全局变量可能在此之前throw
有人说不要用terminate,因为它会终止程序,而我的程序无论何时都不能停止。事实上,terminate只会在错误无法恢复时才被调用,所以关键是要保证程序不能corrupt,超出了恢复范围。比如不要做non-trivial 全部初使化、不要在析构中写代码(这点??)、不要乐观地使用noexcept、不要使用thread(使用async ??);
在实际情况下,停止某些程序会导致灾难性后果,那么就要:
- 避免随机申请资源(资源申请是异常的主要来源)
- 尽可能使用stack memory而不是Heap
- 如果使用stl 存储少量元素,可以使用stack allocators
- 异常适用于signaling资源申请失败,而不是输入验证这样的问题,它可以用optional解决【我怀疑这个说法 ??】
- c++无法给你百分百的保证程序不会terminate,如果想要100%,也许可以用函数式语言,它们至少在数学意义上是确定的