异常处理与MiniDump详解(3) SEH（Structured Exception Handling）
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write by?九天雁翎(JTianLing) -- blog.csdn.net/vagrxie
討論新聞組及文件
一、???綜述
SEH--Structured Exception Handling，是Windows操作系統使用的異常處理方式。
對于SEH，有點需要說明的是，SEH是屬于操作系統的特性，不為特定語言設計，但是實際上，作為操作系統的特性，幾乎就等同與面向C語言設計，這點很好理解，就像Win32 API,Linux下的系統調用，都是操作系統的特性吧，實際還是為C做的。但是，作為為C語言設計的東西，實際上可調用的方式又多了，匯編，C++對于調用C語言的接口都是比較方便的。
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二、???基礎篇
還是簡單介紹一下SEH的使用，但是不準備太詳細的介紹了，具體的詳細介紹見參考中提及的書目。關于SEH的基本應用,《Windows核心編程》絕對是最佳讀物（其實個人一直認為《Windows核心編程》是Windows編程領域必看的第二本書，第一本是《Programming Windows》。關于SEH更深入的一點的知識可能就要參考一些能用匯編講解的書籍了，《Windows用戶態程序高效排錯》算是其中講的不錯的一本。
首先，SEH也有像C++異常一樣的語法，及類try-catch語法，在SEH中為__try-except語法，拋出異常從throw改為RaiseException,在MSDN中的語法描述為：
__try?
{
???// guarded code
}
__except (?expression?)
{
???// exception handler code
}
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見一個實際使用的例子：
例1：
#include?<iostream>
#include?<windows.h>
using?namespace?std;
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int?main()
{
????__try
????{
???????RaiseException(0, 0, 0,?NULL);
????}
????__except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER)
????{
???????cout?<<"Exception Raised."?<<endl;
?
????}
?
????cout?<<"Continue running"?<<endl;
}
?
這可能是最簡單的SEH的例子了，輸出如下：
Exception Raised.
Continue running
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這個例子和普通C++異常的try-catch類似，也很好理解。只不過catch換成了except。
因為C語言沒有智能指針，那么就不能缺少finally的異常語法，與JAVA,Python等語言中的也類似，（這是C++中沒有的）finally語法的含義就是無論如何（不管是正常還是異常），此句總是會執行，常用于資源釋放。
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例2：
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#include?<iostream>
#include?<windows.h>
using?namespace?std;
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int?main()
{
????__try
????{
?
???????__try
???????{
???????????RaiseException(0, 0, 0,?NULL);
???????}
???????__finally
???????{
???????????cout?<<"finally here."?<<endl;
?
???????}
????}
????__except(1)
????{
?
????}
?
????__try
????{
?
???????__try
???????{
???????????int?i;
???????}
???????__finally
???????{
???????????cout?<<"finally here."?<<endl;
?
???????}
????}
????__except(1)
????{
?
????}
????cout?<<"Continue running"?<<endl;
????getchar();
}
?
這個實例看起來過于奇怪，因為沒有將各個try-finally放入獨立的模塊之中，但是說明了問題：
- finally的語句總是會執行，無論是否異常finally here總是會輸出。
- finally僅僅是一條保證finally語句執行的塊，并不是異常處理的handle語句（與except不同），所以，假如光是有finally語句塊的話，實際效果就是異常會繼續向上拋出。（異常處理過程也還是繼續）
- finally執行后還可以用except繼續處理異常，但是SEH奇怪的語法在于finally與except無法同時使用，不然會報編譯錯誤。
如下例：
????__try
????{
???????RaiseException(0, 0, 0,?NULL);
????}
????__except(1)
????{
?
????}
????__finally
????{
???????cout?<<"finally here."?<<endl;
?
????}
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VS2005會報告
error C3274: __finally?沒有匹配的try
這點其實很奇怪，難道因為SEH設計過于老了？-_-!因為在現在的語言中finally都是允許與except（或類似的塊，比如catch）同時使用的。C#，JAVA,Python都是如此，甚至在MS為C++做的托管擴展中都是允許的。如下例：(來自MSDN中對finally keyword [C++]的描述)
using?namespace?System;
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ref?class?MyException:?public?System::Exception{};
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void?ThrowMyException() {
????throw?gcnew?MyException;
}
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int?main() {
????try?{
???????ThrowMyException();
????}
????catch?(?MyException^?e?) {
???????Console::WriteLine(??"in catch"?);
???????Console::WriteLine(?e->GetType() );
????}
????finally?{
???????Console::WriteLine(??"in finally"?);
????}
}
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當你不習慣使用智能指針的時候常常會覺得這樣會很好用。關于finally異常語法和智能指針的使用可以說是各有長短，這里提供劉未鵬的一種解釋，（見參考5的RAII部分，文中比較的雖然是JAVA，C#,但是實際SEH也是類似JAVA的）大家參考參考。
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SEH中還提供了一個比較特別的關鍵字，__leave,MSDN中解釋如下
Allows for immediate termination of the __try block without causing abnormal termination and its performance penalty.
簡而言之就是類似goto語句的拋出異常方式，所謂的沒有性能損失是什么意思呢？看看下面的例子：
#include?<iostream>
#include?<windows.h>
using?namespace?std;
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int?main()
{
????int?i?= 0;
????__try
????{
???????__leave;
???????i?= 1;
????}
????__finally
????{
???????cout?<<"i: "?<<i?<<" finally here."?<<endl;
????}
?
?
????cout?<<"Continue running"?<<endl;
????getchar();
}
?
?
輸出：
i: 0 finally here.
Continue running
實際就是類似Goto語句，沒有性能損失指什么？一般的異常拋出也是沒有性能損失的。
MSDN解釋如下：
The __leave keyword
The __leave keyword is valid within a try-finally statement block. The effect of __leave is to jump to the end of the try-finally block. The termination handler is immediately executed. Although a goto statement can be used to accomplish the same result, a goto statement causes stack unwinding. The __leave statement is more efficient because it does not involve stack unwinding.
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意思就是沒有stack unwinding，問題是。。。。。。如下例，實際會導致編譯錯誤，所以實在不清楚到__leave到底干啥的，我實際中也從來沒有用過此關鍵字。
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#include?<iostream>
#include?<windows.h>
using?namespace?std;
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void?fun()
{
????__leave;
}
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int?main()
{
????__try
????{
???????fun();
????}
????__finally
????{
???????cout?<<" finally here."?<<endl;
????}
?
?
????cout?<<"Continue running"?<<endl;
????getchar();
}
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三、???提高篇
1.??????SEH的優點
1)????一個很大的優點就是其對異常進程的完全控制，這一點是C++異常所沒有的，因為其遵循的是所謂的終止設定。
這一點是通過except中的表達式來控制的（在前面的例子中我都是用1表示，實際也就是使用了EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER方式。
EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION (–1)???表示在異常發生的地方繼續執行，表示處理過后，程序可以繼續執行下去。?C++中沒有此語義。
EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH (0)???異常沒有處理，繼續向上拋出。類似C++的throw;
EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER (1)??異常被處理，從異常處理這一層開始繼續執行。?類似C++處理異常后不再拋出。
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2)????操作系統特性，不僅僅意味著你可以在更多場合使用SEH（甚至在匯編語言中使用），實際對異常處理的功能也更加強大，甚至是程序的嚴重錯誤也能恢復（不僅僅是一般的異常），比如，除0錯誤，訪問非法地址（包括空指針的使用）等。這里可以用一個例子來說明：
#include?<iostream>
#include?<windows.h>
using?namespace?std;
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int?main()
{
????__try
????{
???????int?*p?=?NULL;
???????*p?= 0;
????}
????__except(1)
????{
???????cout?<<"catch that"?<<endl;
????}
?
?
????cout?<<"Continue running"?<<endl;
????getchar();
}
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輸出：
catch that
Continue running
在C++中這樣的情況會導致程序直接崩潰的，這一點好好利用，可以使得你的程序穩定性大增，以彌補C++中很多的不足。但是，問題又來了，假如異常都被這樣處理了，甚至沒有聲息，非常不符合發生錯誤時死的壯烈的錯誤處理原則。。。。。。。很可能導致程序一堆錯誤，你甚至不知道為什么，這樣不利于發現錯誤。
但是，SEH與MS提供的另外的特性MiniDump可以完美的配合在一起，使得錯誤得到控制，但是錯誤情況也能捕獲到，稍微的緩解了這種難處（其實也說不上完美解決）。
這一點需要使用者自己權衡，看看到底開發進入了哪個階段，哪個更加重要，假如是服務器程序，那么在正式跑著的時候，每崩潰一次就是實際的損失。。。所以在后期可以考慮用這種方式。
關于這方面的信息，在下一次在詳細講解。
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2.??????SEH的缺點
其實還是有的，因為是為操作系統設計的，實際類似為C設計，那么，根本就不知道C++中類/對象的概念，所以，實際上不能識別并且正確的與C++類/對象共存，這一點使用C++的需要特別注意，比如下例的程序根本不能通過編譯。
例一：
int?main()
{
????CMyClass?o;
????__try
????{
????}
????__except(1)
????{
???????cout?<<"catch that"?<<endl;
????}
?
?
????cout?<<"Continue running"?<<endl;
????getchar();
}
?
例二：
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int?main()
{
????__try
????{
???????CMyClass?o;
????}
????__except(1)
????{
???????cout?<<"catch that"?<<endl;
????}
?
?
????cout?<<"Continue running"?<<endl;
????getchar();
}
?
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錯誤信息都為：
warning C4509:?使用了非標準擴展:“main”使用SEH，并且“o”有析構函數
error C2712:?無法在要求對象展開的函數中使用__try
這點比較遺憾，但是我們還是有折衷的辦法的，那就是利用函數的特性，這樣可以避開SEH的不足。
比如，希望使用類的使用可以這樣：
這個類利用了上節的CResourceObserver類，
class?CMyClass?:?public?CResourceObserver<CMyClass>
{
?
};
?
void?fun()
{
????CMyClass?o;
}
?
?
#include?<iostream>
#include?<windows.h>
using?namespace?std;
?
?
int?main()
{
????__try
????{
???????fun();
????}
????__except(1)
????{
???????cout?<<"catch that"?<<endl;
????}
?
?
????cout?<<"Continue running"?<<endl;
????getchar();
}
?
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輸出：
class CMyClass Construct.
class CMyClass Deconstruct.
Continue running
可以看到正常的析構，簡而言之就是將實際類/對象的使用全部放進函數中，利用函數對對象生命周期的控制，來避開SEH的不足。
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四、???參考資料
- Windows核心編程（Programming Applications for Microsoft Windows）,第4版，Jeffrey Richter著，黃隴，李虎譯，機械工業出版社
- MSDN—Visual Studio 2005?附帶版,Microsoft
- 加密與解密，段鋼編著，電子工業出版社
- Windows用戶態程序高效排錯，熊力著，電子工業出版社
5.?錯誤處理(Error-Handling)：為何、何時、如何(rev#2)，劉未鵬(pongba)著
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write by?九天雁翎(JTianLing) -- blog.csdn.net/vagrxie
轉載于:https://www.cnblogs.com/lehoho/p/9364966.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的异常处理与MiniDump详解(3) SEH（Structured Exception Handling）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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