Linux C/C++异常处理方法

简介

C/C++属于较为接近底层的语言，不像Java等“高级”语言，所有异常都能catch住（例如常见的core dumped）异常：

int first_func()
{
    int* error_integer = nullptr;
    return *error_integer;
}

对于异常，首要任务是进行定位，并做对应的修复。但存在一些程序，因种种原因测试不够充分，为了保证程序“不崩溃”，本文介绍几个常见的异常处理方法。

Trap SIGSEGV 使用 try/catch

针对SIGSEGV信号处理的异常，需要新增编译选项 

-fnon-call-exceptions

CMakeList:

set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -fnon-call-exceptions")

定义SegmentationFaultException：

class SegFaultException : public std::exception {
public:
    const char* what() const _GLIBCXX_TXN_SAFE_DYN _GLIBCXX_NOTHROW override
    {
        return "segmentation fault";
    }

    ~SegFaultException() override = default;
};

void throw_segmentation_fault_exception(int)
{
    throw SegFaultException();
}

使用方式：

#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>


/**
 *  省略部分代码
 */


int main()
{
    signal(SIGSEGV, throw_segmentation_fault_exception);
    try {
        first_func();
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cout << e.what() << std::endl;
    }
    return 0;
}

使用这种方式后可以捕获空指针异常，但整个程序会变得不够安全：有些原本不会抛出异常的场景也会抛出异常，这可能会导致一些问题，例如抛出异常后造成内存泄漏。

除了简单的Demo外，有专门的开源代码Trap底层异常：

https://code.google.com/archive/p/segvcatch/https://code.google.com/archive/p/segvcatch/

“保护进程”

思路是由一个主进程保证安全，fork子进程处理工作。如果子进程异常，不影响主流程。这类方法主要是需要应用在多核CPU上。

使用进程方法时，可能会有备选方案：为了系统稳定性，会从多个方案中选择稳定的方案进行尝试。

“串行”尝试

#include <cstdlib>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>

int main()
{
    pid_t pid, w;
    int w_status;
    for (int attempts = 0; attempts < 2; ++attempts) {
        pid = fork();

        /**
         * exit if fork fail
         */

        // 子进程
        if (pid == 0) {
            attempts == 0 ? first_func() : second_func();
            exit(0);
        }
        w = waitpid(pid, &w_status, WUNTRACED | WCONTINUED);
    }
    printf("parent done. \n");
    return 0;
}

如果需要使用waitpid的返回值和获取对应子进程的状态，可以参考：

https://www.codingdict.com/questions/45424https://www.codingdict.com/questions/45424

“并行”尝试

同“串行”比较相似：

int main()
{
    pid_t pids[2];
    for (int attempts = 0; attempts < 2; ++attempts) {
        pid_t pid = fork();
        if (pid == 0) {
            attempts == 0 ? first_func() : second_func();
            exit(0);
        }
        pids[attempts] = pid;
    }

    for (auto& p: pids) {
        waitpid(p, nullptr, WUNTRACED | WCONTINUED);
    }
    return 0;
}