在讀《軟件調(diào)試》的十一章時(shí)，感受到異常處理在VC中是十分重要的。以前自己寫(xiě)代碼或者是看身邊的人寫(xiě)的代碼都很少用到異常處理，但最近在工作中會(huì)接觸到老外牛人寫(xiě)的代碼，幾乎在每個(gè)關(guān)鍵的代碼塊都提供了異常處理，雖然在這些異常處理代碼中只是簡(jiǎn)單的將異常的相關(guān)信息寫(xiě)入Event Viewer，但這已經(jīng)對(duì)我們找到bug和了解系統(tǒng)運(yùn)行情況提供了很大的幫助。于是乎我把學(xué)習(xí)這一章的心得總結(jié)出來(lái)，供大家分享。

首先我們看window為描述異常定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) EXCEPTION_RECORD，具體如下

typedef struct _EXCEPTION_RECORD{

DWORD ExceptionCode; // 異常代碼

DWORD ExceptionFlags; // 異常標(biāo)志

struct _EXCEPTION_RECORD* ExceptionRecord; // 相關(guān)的另外一個(gè)異常

PVOID ExceptionAddress; // 異常發(fā)生地址

DWORD NumberParameters; // 參數(shù)數(shù)組中的元素個(gè)數(shù)

ULONG_PTR ExceptionInformation[EXCEPTION_MAXIMUM_PARAMETERS]; // 參數(shù)數(shù)組

}

其中的ExcptionCode，我們應(yīng)當(dāng)非常熟悉了，最常見(jiàn)的為EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION, 值為0xC0000005L， 就是非法訪問(wèn)，我們遇到的大多數(shù)Crash問(wèn)題都是來(lái)源于此。

了解了異常的結(jié)構(gòu)，下面我們看異常是如何分發(fā)的：

異常分發(fā)包括用戶態(tài)的異常分發(fā)和內(nèi)核態(tài)的異常分發(fā)，這里只介紹用戶態(tài)的異常分發(fā)。KiDispatchException是個(gè)內(nèi)核函數(shù)，它是分發(fā)windows異常的樞紐，它的函數(shù)原型為KiDispatchException（IN PEXCEPTION_RECORD ExceptionRecord,

IN PKEXCEPTION_FRAME ExceptionFrame,

IN PKTRAP_FRAME TrapFrame,

IN KPPROCESSOR_MODE PreviousMode,

IN BOOLEN FirstChange)；

其中的參數(shù)ExceptionRecord指的是上面我介紹的_EXCEPTION_RECORD結(jié)構(gòu)。其他的參數(shù)我就不詳細(xì)介紹了，我重點(diǎn)介紹一下最后的一個(gè)參數(shù)FirstChange，相信使用過(guò)windbg的同學(xué)們都會(huì)發(fā)現(xiàn)總能看到FirstChange這個(gè)參數(shù)吧，其實(shí)異常在分發(fā)過(guò)程中最多可以分發(fā)兩次，下圖是摘自《軟件調(diào)試》，清楚的顯示了kiDispatchException的分發(fā)異常的過(guò)程。其中左側(cè)是用戶態(tài)的，右側(cè)是內(nèi)核態(tài)的。

如上圖所示，當(dāng)變量FirstChange為T(mén)RUE時(shí)，調(diào)用DbgkForwardException分發(fā)給調(diào)試子系統(tǒng)，也就是當(dāng)存在調(diào)試器時(shí)，分首先分發(fā)給調(diào)試器，所以當(dāng)使用windbg時(shí)我們常會(huì)發(fā)現(xiàn)First Change字段。如果函數(shù)DbgForwardException返回FALSE，那么就說(shuō)明沒(méi)有發(fā)現(xiàn)調(diào)試器，會(huì)調(diào)用DbgkForwardException進(jìn)行第二次分發(fā)，這次分發(fā)會(huì)尋找異常的處理塊，一般就是__exception{}字段的代碼或是catch{}字段的代碼，等一會(huì)在介紹。如果這次仍然返回FALSE，就會(huì)調(diào)用ZwTerminateThread終止當(dāng)前的線程，會(huì)彈出對(duì)話框，里面包含一些異常的信息，這個(gè)也是很常見(jiàn)的。如果出現(xiàn)在內(nèi)核狀態(tài)，那么就直接出現(xiàn)藍(lán)屏（BSOD)。

下面介紹一下結(jié)構(gòu)化異常處理（SEH）和向量化異常處理（VEH）

結(jié)構(gòu)化異常處理，從系統(tǒng)的角度來(lái)看,SEH是對(duì)windows操作系統(tǒng)中異常分發(fā)和處理機(jī)制的總稱，其實(shí)現(xiàn)遍布在windows系統(tǒng)的很多模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。從編程的角度來(lái)看，SEH是一套規(guī)范，利用這套規(guī)范，程序員可以編寫(xiě)處理代碼來(lái)復(fù)用系統(tǒng)的異常處理設(shè)施。可以理解為是操作系統(tǒng)的異常機(jī)制的對(duì)外接口，也就是如何在windows程序中使用windows系統(tǒng)的異常處理機(jī)制。（摘自《軟件調(diào)試》291頁(yè)）

結(jié)構(gòu)化異常處理提供了終結(jié)處理（Termination Handling）和異常處理（Exception Handling）兩種功能。以VC++為例，終結(jié)處理的結(jié)構(gòu)如下

__try

{

// 被保護(hù)體

}

__finally

{

// 終結(jié)處理代碼
}

終結(jié)處理的用途是只要被保護(hù)體內(nèi)的代碼執(zhí)行了，除非是調(diào)用了ExitThread或ExitProcess，那么終結(jié)處理的代碼就一定會(huì)執(zhí)行。所以終結(jié)處理的這種特性，適合做資源的釋放工作，包括內(nèi)存的釋放，避免內(nèi)存泄露，以及狀態(tài)的恢復(fù)，包括信號(hào)設(shè)置等，避免多線程出現(xiàn)死鎖。

終結(jié)處理的執(zhí)行過(guò)程有一點(diǎn)需要說(shuō)明，如果被保護(hù)體內(nèi)存在代碼return，那意味著退出函數(shù)，這時(shí)終結(jié)塊是如何被執(zhí)行的呢？其實(shí)編譯器會(huì)定義一個(gè)局部變量來(lái)保存return的值，然后在目標(biāo)代碼中出入指令調(diào)用名為_(kāi)_local_unwind2的局部展開(kāi)函數(shù)，來(lái)進(jìn)行調(diào)用finally塊的代碼。注：加雙下劃線的關(guān)鍵字是編譯器定義的。

下面我們看異常的處理方式：

__try

{

// 被保護(hù)的代碼塊

}

__except( 過(guò)濾表達(dá)式）

{

// 異常處理塊

}

是不是覺(jué)得眼熟，它與C++的異常處理很相似，C++的try-catch-throw結(jié)構(gòu)如下：

try {
// code that could throw an exception
}
[ catch (exception-declaration) {
// code that executes when exception-declaration is thrown
// in the try block
}
[catch (exception-declaration) {
// code that handles another exception type
} ] . . . ]
// The following syntax shows a throw expression:
throw [expression]

本想將兩個(gè)特點(diǎn)與不同詳細(xì)介紹一下，但偶然間發(fā)現(xiàn)前輩已經(jīng)總結(jié)了，它博客的地址為 http://blog.csdn.net/lingqinghua/archive/2005/12/21/558182.aspx

所以SEH與C++異常的不同我就不介紹了，感興趣的可以直接查看他的博客。

現(xiàn)在我們看SEH的過(guò)濾表示式，這個(gè)表達(dá)式可以是常量，條件運(yùn)算符，逗號(hào)表達(dá)式或者其他的函數(shù)。但其結(jié)果必須為0，1，-1這三個(gè)值。其中EXCEPTION_CONTIONUE_SERARCH的值為0，表示本保護(hù)塊不處理該異常，讓系統(tǒng)尋找其他異常處理塊。EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION的值為1，表式已經(jīng)處理了該異常，讓程序返回到異常發(fā)生點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行。這種情況是如果該異常沒(méi)有清除，可能還會(huì)發(fā)生異常。該過(guò)程存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)閷?duì)于實(shí)際問(wèn)題，很難找到完美的異常解決方案，一旦返回異常點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行，再次發(fā)生異常，因此VC編譯器不準(zhǔn)返回EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION。如果強(qiáng)行返回，將會(huì)導(dǎo)致EXECPTION_NONCONTINUABLE_EXCEPTION異常。EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER的值為-1。它的含義是這是本保護(hù)塊預(yù)計(jì)到的異常，當(dāng)發(fā)生該異常后，會(huì)執(zhí)行本塊的異常代碼，執(zhí)行完成后會(huì)繼續(xù)向下執(zhí)行。所以可以在異常處理塊中進(jìn)行記錄異常的一些信息，包括寄存器的信息。

下面我們看VEH（向量化結(jié)構(gòu)處理）

VEH的基本思想是通過(guò)注冊(cè)回調(diào)函數(shù)的方式來(lái)接收和處理異常。回調(diào)函數(shù)的原型為L(zhǎng)ONG CALLBACK VectoredHandler ( PEXCEPTION_POINTERS ExceptionInfo );

對(duì)應(yīng)的有兩個(gè)windows API函數(shù)AddVectoredExceptionHandler（ULONG FirstHandler, PVECTORD_EXCEPTION_HANDLER vectoredHandler)和RemoveVectoredExceptionHandler分別用來(lái)注冊(cè)和注銷回調(diào)函數(shù)。參數(shù)FirstHandler用來(lái)指定該回調(diào)函數(shù)的調(diào)用順序, 為0表示希望最后被調(diào)用，為1表示希望最先被調(diào)用。如果注冊(cè)多個(gè)回調(diào)函數(shù)，而且FirstHandler都為非零值，那么最后注冊(cè)的會(huì)最先被調(diào)用。

VEH的示例可以參考《軟件調(diào)試》的304頁(yè)。

最后總結(jié)一下VEH與SEH的區(qū)別。

1. SEH既可以用在用戶態(tài)的代碼中，也可以用在內(nèi)核態(tài)的代碼中。但VEH只能用在用戶態(tài)的代碼中。VEH需要在windows XP以上的版本中使用

2. 如果同時(shí)注冊(cè)了VEH和SEH，那么VEH優(yōu)先處理

3. SEH的注冊(cè)信息是以固定的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在線程棧中的, VEH的注冊(cè)信息是存儲(chǔ)在進(jìn)程的內(nèi)存堆中的。這讓我想到了一個(gè)問(wèn)題，能夠在進(jìn)程的內(nèi)存中手動(dòng)添加VEH信息，當(dāng)有異常發(fā)生時(shí)就會(huì)執(zhí)行VEH的代碼，這是不是可以破壞一些程序。純屬異想天開(kāi)，望高人指點(diǎn)！

4. VEH對(duì)整個(gè)進(jìn)程都有效，而SEH是動(dòng)態(tài)建立在函數(shù)的棧幀上的，會(huì)隨著函數(shù)的返回而被注銷。

5. SEH是依賴編譯器編譯時(shí)生成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼。而VEH的注冊(cè)和注銷都是通過(guò)系統(tǒng)的API顯式完成的，靈活~

謝謝，大部分都是參考的《軟件調(diào)試》，僅一點(diǎn)點(diǎn)心得，希望對(duì)不是很了解的人有些幫助！

VC中的異常處理