C++未处理异常

Question

C++有没有提供一种方式，在未处理的异常发生时“显示”一些可视化内容？

我的目标是在实际发生未处理的异常时执行类似于assert(unhandled exception.msg())的操作（如下面的示例）：

#include <stdexcept>

void foo() {
   throw std::runtime_error("Message!");
}

int main() {
 foo();
}

我期望这种代码不会立即终止（因为异常未处理），而是显示自定义的断言消息（实际上是Message！）。

这是否可能？

- Yippie-Ki-Yay

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为什么不在main函数里加一个try/catch块呢？ - GManNickG

@GMan：全局构造函数或析构函数也可以在 main 函数之外抛出异常。对于析构函数的情况，堆栈展开可能无法到达 main 函数。 - Potatoswatter

@Potatoswatter：确实，我更关心他的具体例子。 - GManNickG

此外，main 线程无法看到其他线程抛出的异常。 - Sz.

Answer 1

根据标准，没有指定一种方法来显示未捕获异常的消息。但是在许多平台上，仍然有可能实现。在Windows上，您可以使用SetUnhandledExceptionFilter并提取C++异常信息。使用g++（适当版本），终止处理程序可以通过以下代码访问未捕获的异常：

   void terminate_handler()
   {
       try { throw; }
       catch(const std::exception& e) { log(e.what()); }
       catch(...) {}
   }

实际上，g++的默认终止处理程序类似于此。您可以使用set_terminate设置终止处理程序。

简而言之，没有通用的C++方法，但取决于您的平台有不同的方法。

- Logan Capaldo

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我喜欢这个。标准可能没有明确要求，但它确实表示仅在捕获该异常的块退出时才停用异常。由于在终止之前不可能发生这种情况，因此这应该是可移植的，或者至少对所有东西都是向前兼容的。相同的技巧也适用于 unexpected，这将允许诊断不合法的 throw-on-unwind。 - Potatoswatter

此外，它可以捕获从全局构造函数和析构函数中抛出的异常，而main中的catch块无法做到这一点。 - Potatoswatter

@Potatoswatter 我见过至少一个设置，这个技巧并不真正起作用，我不敢声称自己对标准（以及我们在异常处理方面做的其他事情）足够了解，无法确定是否可行，但我知道它可以在Linux上使用现代gcc实现。 - Logan Capaldo

我还发现有些情况下，程序可能会终止但却没有异常。因此，在尝试重新抛出异常之前，我使用 abi::__cxa_current_exception_type 来确定是否存在异常。显然，这是一种非可移植的 GCC 扩展。 - Logan Capaldo

不，从实际情况来看，我不认为它是可移植的，在当前时间范围内。好吧，如果您也设置了一个意外处理程序，那么重新抛出就会将 terminate 转换为 unexpected。您可以添加一些逻辑以继续沿着适当的处理程序链进行（即 unexpected 调用替换后的 terminate 处理程序），而程序的其余部分则毫不知情，对吧？ - Potatoswatter

根据https://en.cppreference.com/w/cpp/error/terminate，有2种方法可以在无异常的情况下进入terminate_handler：您的程序调用了terminate()和“销毁或分配加入的std :: thread”。 - Pellekrino

Answer 2

Microsoft Visual C++允许你挂接未处理的C++异常像这样。这是标准STL行为。

你可以通过调用set_terminate来设置处理程序。建议你的处理程序不要做太多的工作，然后终止程序，但我不明白为什么不能通过assert发送信号 - 尽管你无法访问导致问题的异常。

- Steve Townsend

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终止处理程序不应断言。可以使用 printf（或更好的方式，直接将其写入STDERR_FILENO），并调用它替换的终止处理程序。另外，请参阅Logan的答案和讨论，了解为什么在那个点上仍应该可以访问异常。 - Potatoswatter

@Potatoswatter - 你的说法是否适用于所有情况 - 换句话说，断言是可能的，但不推荐吗？谢谢。 - Steve Townsend

可以始终进行断言，但建议任何处理程序函数都要尾调用先前安装的处理程序。 - Potatoswatter

Answer 3

我认为以下这个万能语句对您有所帮助：

我觉得你可以使用以下的万能语句：

int main() {
 try {
   foo();
 catch (...) {
   // Do something with the unhandled exception.
 }
}

- Christopher Hunt

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值得注意的是，在此方法中异常本身不可供内省。这是因为您可能没有抛出std::exception实例，C++允许您抛出任何类型的值，例如int或其他类型。您可以通过在catch(...)之前也加入一个catch (std::exception &e)或任何您想要捕获的类型来解决这个问题。 - SingleNegationElimination

在Windows上，您必须小心处理(...)捕获内部抛出的结构化异常（例如访问冲突）。在此类情况下继续执行可能很危险。 - seand

无论发生什么异常，使用此方法可能无法继续执行。这只会在堆栈完全展开到 main() 之后才捕获异常。此时，您可以考虑 exec(argv[0])。 - SingleNegationElimination

Answer 4

如果您使用的是Windows操作系统，处理未处理异常和崩溃的好库是CrashRpt。如果您想手动处理，您也可以使用我在此答案中编写的以下内容。

- Brian R. Bondy

Answer 5

如果我正确理解你的问题，你正在询问是否可以重载throw（更改其默认行为），以便它执行用户定义的操作。不，你不能这样做。

编辑：既然你坚持要这么做，那么这是一个坏主意™：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>

void monkey() {
   throw std::exception("poop!");
}

LONG WINAPI MyUnhandledExceptionFilter(struct _EXCEPTION_POINTERS *lpTopLevelExceptionFilter) {
    std::cout << "poop was thrown!" << std::endl;
    return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
  }

int main() {
    SetUnhandledExceptionFilter(&MyUnhandledExceptionFilter);
    monkey();
    return 1;
}

再说一遍，这是一个非常糟糕的想法，而且显然依赖于平台，但它确实有效。

- David Titarenco

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实际上不是 throw。我想在出现未处理的异常情况时更改默认行为。 - Yippie-Ki-Yay

基本上，当您throw一个未处理的异常时 :-P - David Titarenco

Answer 6

是的，这是可能的。请看：

#include <iostream>
#include <exception>

void foo() 
{
   throw std::exception("Message!");
}

int main() 
{
  try
  {
    foo();
  }
  catch (std::exception& e)
  {
    std::cout << "Got exception: " << e.what() << std::endl;
  }

  return 0;
}

- karlphillip

Answer 7

C++标准是终止处理程序-正如其他人所说

如果你想更好地跟踪throws，那么这就是我们所做的

我们有一个宏Throw，记录文件名和行号以及消息，然后抛出。它采用printf样式的可变参数消息。

Throw(proj::FooException, "Fingle %s unable to process bar %d", fingle.c_str(), barNo);

我得到了一个不错的日志信息

Throw FooException from nargle.cpp:42 Fingle barf is unable to process bar 99

- pm100

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这里有两个问题。首先，它会为捕获的异常添加额外的处理。这不是什么大问题，因为如果发生足够多的次数，开销（或日志中的噪音）成为问题，那么你就不应该在这种情况下使用异常。第二个问题是一个更实际的关注点。当异常条件发生时，额外的处理可能也会失败。预分配错误消息缓冲区可以帮助，但最终你需要确保在错误报告期间防止失败。 - Ben Voigt

由于是我主动抛出异常（而不是运行时），所以我不处于灾难性（无内存、无堆栈、死亡堆）模式，因此处理程序可以正常工作。如果不能，则我已经挂了。我在非常大的商业企业产品（100kloc）中使用这种技术 - 没有问题。我可以调整日志记录级别以抑制开销。 - pm100

Answer 8

如果你真的对导致程序失败的原因感兴趣，那么使用后期调试器检查进程映像可能会对你有所帮助。具体技术因操作系统而异，但基本的步骤是首先启用核心转储，并在编译程序时启用调试符号。一旦程序崩溃，操作系统将把其内存复制到磁盘上，然后你可以检查程序在崩溃时的状态。

- SingleNegationElimination