在讀《軟件調試》的十一章時，感受到異常處理在VC中是十分重要的。以前自己寫代碼或者是看身邊的人寫的代碼都很少用到異常處理，但最近在工作中會接觸到老外牛人寫的代碼，幾乎在每個關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單的將異常的相關信息寫入Event Viewer，但這已經對我們找到bug和了解系統運行情況提供了很大的幫助。于是乎我把學習這一章的心得總結出來，供大家分享。

首先我們看window為描述異常定義的數據結構 EXCEPTION_RECORD，具體如下

typedef struct _EXCEPTION_RECORD{

DWORD ExceptionCode; // 異常代碼

DWORD ExceptionFlags; // 異常標志

struct _EXCEPTION_RECORD* ExceptionRecord; // 相關的另外一個異常

PVOID ExceptionAddress; // 異常發生地址

DWORD NumberParameters; // 參數數組中的元素個數

ULONG_PTR ExceptionInformation[EXCEPTION_MAXIMUM_PARAMETERS]; // 參數數組

}

其中的ExcptionCode，我們應當非常熟悉了，最常見的為EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION, 值為0xC0000005L， 就是非法訪問，我們遇到的大多數Crash問題都是來源于此。

了解了異常的結構，下面我們看異常是如何分發的：

異常分發包括用戶態的異常分發和內核態的異常分發，這里只介紹用戶態的異常分發。KiDispatchException是個內核函數，它是分發windows異常的樞紐，它的函數原型為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ExceptionRecord指的是上面我介紹的_EXCEPTION_RECORD結構。其他的參數我就不詳細介紹了，我重點介紹一下最后的一個參數FirstChange，相信使用過windbg的同學們都會發現總能看到FirstChange這個參數吧，其實異常在分發過程中最多可以分發兩次，下圖是摘自《軟件調試》，清楚的顯示了kiDispatchException的分發異常的過程。其中左側是用戶態的，右側是內核態的。

如上圖所示，當變量FirstChange為TRUE時，調用DbgkForwardException分發給調試子系統，也就是當存在調試器時，分首先分發給調試器，所以當使用windbg時我們常會發現First Change字段。如果函數DbgForwardException返回FALSE，那么就說明沒有發現調試器，會調用DbgkForwardException進行第二次分發，這次分發會尋找異常的處理塊，一般就是__exception{}字段的代碼或是catch{}字段的代碼，等一會在介紹。如果這次仍然返回FALSE，就會調用ZwTerminateThread終止當前的線程，會彈出對話框，里面包含一些異常的信息，這個也是很常見的。如果出現在內核狀態，那么就直接出現藍屏（BSOD)。

下面介紹一下結構化異常處理（SEH）和向量化異常處理（VEH）

結構化異常處理，從系統的角度來看,SEH是對windows操作系統中異常分發和處理機制的總稱，其實現遍布在windows系統的很多模塊和數據結構中。從編程的角度來看，SEH是一套規范，利用這套規范，程序員可以編寫處理代碼來復用系統的異常處理設施。可以理解為是操作系統的異常機制的對外接口，也就是如何在windows程序中使用windows系統的異常處理機制。（摘自《軟件調試》291頁）

結構化異常處理提供了終結處理（Termination Handling）和異常處理（Exception Handling）兩種功能。以VC++為例，終結處理的結構如下

__try

{

// 被保護體

}

__finally

{

// 終結處理代碼
}

終結處理的用途是只要被保護體內的代碼執行了，除非是調用了ExitThread或ExitProcess，那么終結處理的代碼就一定會執行。所以終結處理的這種特性，適合做資源的釋放工作，包括內存的釋放，避免內存泄露，以及狀態的恢復，包括信號設置等，避免多線程出現死鎖。

終結處理的執行過程有一點需要說明，如果被保護體內存在代碼return，那意味著退出函數，這時終結塊是如何被執行的呢？其實編譯器會定義一個局部變量來保存return的值，然后在目標代碼中出入指令調用名為__local_unwind2的局部展開函數，來進行調用finally塊的代碼。注：加雙下劃線的關鍵字是編譯器定義的。

下面我們看異常的處理方式：

__try

{

// 被保護的代碼塊

}

__except( 過濾表達式）

{

// 異常處理塊

}

是不是覺得眼熟，它與C++的異常處理很相似，C++的try-catch-throw結構如下：

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]

本想將兩個特點與不同詳細介紹一下，但偶然間發現前輩已經總結了，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。

現在我們看SEH的過濾表示式，這個表達式可以是常量，條件運算符，逗號表達式或者其他的函數。但其結果必須為0，1，-1這三個值。其中EXCEPTION_CONTIONUE_SERARCH的值為0，表示本保護塊不處理該異常，讓系統尋找其他異常處理塊。EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION的值為1，表式已經處理了該異常，讓程序返回到異常發生點，繼續執行。這種情況是如果該異常沒有清除，可能還會發生異常。該過程存在很大的風險，因為對于實際問題，很難找到完美的異常解決方案，一旦返回異常點繼續執行，再次發生異常，因此VC編譯器不準返回EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION。如果強行返回，將會導致EXECPTION_NONCONTINUABLE_EXCEPTION異常。EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER的值為-1。它的含義是這是本保護塊預計到的異常，當發生該異常后，會執行本塊的異常代碼，執行完成后會繼續向下執行。所以可以在異常處理塊中進行記錄異常的一些信息，包括寄存器的信息。

下面我們看VEH（向量化結構處理）

VEH的基本思想是通過注冊回調函數的方式來接收和處理異常。回調函數的原型為LONG CALLBACK VectoredHandler ( PEXCEPTION_POINTERS ExceptionInfo );

對應的有兩個windows API函數AddVectoredExceptionHandler（ULONG FirstHandler, PVECTORD_EXCEPTION_HANDLER vectoredHandler)和RemoveVectoredExceptionHandler分別用來注冊和注銷回調函數。參數FirstHandler用來指定該回調函數的調用順序, 為0表示希望最后被調用，為1表示希望最先被調用。如果注冊多個回調函數，而且FirstHandler都為非零值，那么最后注冊的會最先被調用。

VEH的示例可以參考《軟件調試》的304頁。

最后總結一下VEH與SEH的區別。

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

2. 如果同時注冊了VEH和SEH，那么VEH優先處理

3. SEH的注冊信息是以固定的結構存儲在線程棧中的, VEH的注冊信息是存儲在進程的內存堆中的。這讓我想到了一個問題，能夠在進程的內存中手動添加VEH信息，當有異常發生時就會執行VEH的代碼，這是不是可以破壞一些程序。純屬異想天開，望高人指點！

4. VEH對整個進程都有效，而SEH是動態建立在函數的棧幀上的，會隨著函數的返回而被注銷。

5. SEH是依賴編譯器編譯時生成的數據結構和代碼。而VEH的注冊和注銷都是通過系統的API顯式完成的，靈活~

謝謝，大部分都是參考的《軟件調試》，僅一點點心得，希望對不是很了解的人有些幫助！

VC中的異常處理