Antwort

Das Ausnahmesystem in C++ basiert auf dem Mechanismus try-catch und dem Schlüsselwort throw. Bei einer Ausnahmebedingung (z. B. Ressourcenfehler, Verletzung eines Invarianten) wird innerhalb des try-Blocks eine Ausnahme durch den Operator throw ausgelöst. Die Suche nach dem passenden Handler (catch) erfolgt durch das Durchlaufen des Stacks bis zum ersten übereinstimmenden Typ.

Wichtige Details:

• Im Gegensatz zu Java oder C# können Ausnahmen in C++ jeden Typ haben (gewöhnlich eine Klasse, die von std::exception abgeleitet ist).
• In C++ gibt es keine verpflichtende Ausnahmespezifikation (wie checked exceptions in Java), stattdessen wurde in C++11 und später der Spezifizierer noexcept eingeführt.
• Bei einer Ausnahmeauslösung werden die Destruktoren für alle Objekte auf dem Stack zwischen dem Auswurfpunkt und dem Verarbeitungspunkt aufgerufen — es ist wichtig, RAII zu unterstützen.

Entwurf:

• Werfen Sie nur Ausnahmen für "unerwartete" Fehler, verwenden Sie für andere Situationen Rückgabecode.
• Erfassen Sie per konstantem Referenz — catch(const std::exception& e).
• GNU empfiehlt, Objekte zu werfen, die kopiert werden, anstatt Zeiger (vermeiden Sie Speicher auf dem Heap).

Beispielcode:

#include <iostream>
#include <stdexcept>

void mayFail(bool fail) {
    if (fail) throw std::runtime_error("Prozessfehler");
}

int main() {
    try {
        mayFail(true);
    } catch (const std::exception& ex) {
        std::cout << "Ausnahme erfasst: " << ex.what() << std::endl;
    }
}

Fangfrage

Was passiert, wenn eine Ausnahme aus einem Destruktor während der Übertragung einer anderen Ausnahme nach oben im Stack geworfen wird?

Antwort: Es erfolgt ein unerwartetes Programmende durch den Aufruf von std::terminate(), da während der Verarbeitung einer Ausnahme das Generieren einer neuen Ausnahme (double exception) nicht zulässig ist, da dies das Stack Unwinding stört.

Beispiel:

struct CrashOnDestruct {
    ~CrashOnDestruct() noexcept(false) {
        throw std::runtime_error("Fehler im Destruktor!");
    }
};

void func() {
    CrashOnDestruct obj;
    throw std::logic_error("Fehlerverarbeitung");
}

int main() {
    try { func(); } catch (...) { }
}
// Beendet sich durch std::terminate()

Beispiele für echte Fehler aufgrund mangelnden Wissens über die Feinheiten des Themas

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Geschichte

In einer großen Finanzanwendung wurden Ausnahmen aus dem Destruktor einer Wrapper-Klasse für die Datenbank geworfen. Eine der zentralen Transaktionen löste bei einem Fehler eine Ausnahme aus, der Destruktor wurde beim Unwind-Aufruf aufgerufen, der ebenfalls einen Fehler warf. Die gesamte Anwendung wurde unerwartet beendet, und die Arbeit der Benutzer ging verloren. Die Entwickler mussten dringend die throw-Anweisungen in den Destruktoren durch Protokollierung und korrekte Behandlung ersetzen.

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Geschichte

Ein Mikrodienst bearbeitete Ausnahmen des Typs: catch(std::exception). Einer der Threads warf Ausnahmen benutzerdefinierter Typen (die nicht von std::exception abgeleitet waren). Diese Fehler wurden nicht gefangen, was zu einem unerwarteten Verbindungsabbruch und Speicherlecks führte.

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Geschichte

Das Fehlen des Spezifizierers noexcept in den Methoden zum Bewegen von Containern führte dazu, dass die Standardbibliothek eine langsame Kopie anstelle einer schnellen Move-Operation verwendete; ein erheblicher Leistungsabfall wurde erst bei Lasttests festgestellt.