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[原创]Windows系统程序设计之结构化异常处理
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发表于: 2006-9-20 20:21
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目录：
一、 SEH的概念、特性
二、 SEH的基本使用方法
1、 结束异常程序
（1）try块的自然退出与非自然退出
（2）finally块的清理功能及对程序结构的影响
（3）关键字__leave
2、 异常处理程序
（1）异常处理的基本流程
（2）异常过滤器
（3）全局展开
（4）暂停全局展开
3、 未处理异常（顶层异常处理）
三、 SEH相关数据结构的介绍
1、 EXCEPTION_POINTER结构
2、 EXCEPTION_RECORD结构
3、 EXCEPTOIN_REGISTRATION结构
4、异常处理链结构图
四、 VC++编译器级SEH的具体实现
1、 VC扩展异常帧
2、 VC异常帧堆栈布局
3、 两个实例程序：显示异常帧信息
4、 实例分析及特性介绍
5、 VC中的定层异常处理
6、 VC搜索异常处理程序流程
五、参考资料
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前言：
对于这片文章应该是我写的最认真的一篇了，断断续续地写了将近一个月，从最初的复习性的回顾，收集更多资料，反复地整理思路，查阅Windows源码中的相关的源码，设计文章的整体框架，到每一个部分的详细设计，包括流程图的设计。每一个过程都进展的并不顺利，由于时间的关系每星期只能有2~3次的大段时间的在电脑面前，所以思路一直在被打断，整理文章写的并不流畅。有些思路或许已经不知道遗忘在哪个角落，但我也尽量把相关方面的知识点都讲到。本文的重点在于SEH原理方面的介绍，从单纯的使用角度来看，比较简单，但如果适当的使用SEH机制，这在很大程度上与使用者对SEH的理解程度有很大关系，因而对于具体的实现，文中只介绍重点及需要注意的地方，具体使用方法可参见参考文献[1]。
一、 SEH的概念、特性
SEH，结构化异常处理，是作为一种系统机制引入到操作系统中的，本身与语言无关。在我们自己的程序中使用SEH可以让我们集中精力开发关键功能，而把程序中所可能出现的异常进行统一的处理，使程序显得更加简洁且增加可读性。
当在程序中使用SEH时，就变成编译器相关的。其所造成的负担主要由编译程序来承担，例如编译程序会产生一些表(table)来支持SEH的数据结构，还会提供回调函数。
二、 SEH的基本使用方法
1、 结束异常程序
一个结束异常程序能确保调用和执行一个代码块，对应与具体的实现，结束处理程序的结构如下所示：
__try {
// 受保护的代码
}
__finally {
// 结束处理程序
}
（1）try块的自然退出与非自然退出
try块可能会因为return，goto，异常等非自然退出，也可能会因为成功执行而自然退出。但不论try块是如何退出的，finally块的内容都会被执行。 请看下面两个程序:
通过使用结束处理程序，可以避免return语句的过早执行。当retrun 试图退出try块时，编译程序要保证finally块中的代码首先被执行。这事实上就是一个局部展开的过程，当从try块的过早退出强制控制转移到finally块时，都将引起局部展开。
（2）finally块的清理功能及对程序结构的影响
写过软件的朋友一般都有这样一个影响：在编码的过程中需要加入需要检测，检测功能是否成功执行，若成功的话执行这个，不成功的话需要作一些额外的清理工作，例如释放内存，关闭句柄等。如果检测不是很多的话，倒没什么影响；但若又许多检测，且软件中的逻辑关系比较复杂时，往往需要化很大精力来实现繁芜的检测判断。结果就会使程序看起来结构比较复杂，大大降低程序的可读性，而且程序的体积也不断增大。
事实上可以用SEH 来解决，把一些相关函数的清理代码都放在finally块，只需要在其中加一些适当的判断，不需要回到每个可能失败的地方添加清理代码。下面的FunSampleA函数是一个常规的函数，FunSampleB引入了SEH结束处理程序机制：
这两个函数的功能是一样的。可以看到在FunSampleA中的清理函数（CloseHandle）到处都是，而在FunSampleB中的清理函数则全部集中在finally块，如果在阅读代码时只需看try块的内容即可了解程序流程。这两个函数本身都很小，可以细细体会下这两个函数的区别。
（3）关键字__leave
在try块中使用__leave关键字会使程序跳转到try块的结尾，从而自然的进入finally块。
对于上例中的FunSampleB，try块中的3个return完全可以用__leave来替换。两者的区别是用return会引起try过早退出系统会进行局部展开而增加系统开销，若使用__leave就会自然退出try块，开销就小的多。
但有一种情况下必须使用__leave而不能使用return，即当finally块后还需要执行一定的功能，如下所示：
2、异常处理程序
异常处理程序能在程序发生异常时进行相应的处理，对应与具体的实现，异常处理程序的结构如下所示：
__try {
// 受保护的代码
}
__except ( /*异常过滤器exception filter*/ ) {
// 异常处理程序exception handler
}
（1）异常处理的基本流程（注：此流程图来源于参考资料[1]）
（2）异常过滤器
异常过滤器只有三个可能的值（定义在Windows的Excpt.h中）：
EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER
EXCEPTION_CONTINUE_SERCH
EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION
下面是两种基本的使用方法：
方式一：直接使用过滤器的三个返回值之一
__try {
……
}
__except ( EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER ) {
……
}
方式二：自定义过滤器
__try {
……
}
__except ( MyFilter( GetExceptionCode() ) )
{
……
}
LONG MyFilter ( DWORD dwExceptionCode )
{
if ( dwExceptionCode == EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION )
return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER ;
else
return EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH ;
}
（3）全局展开
首先来看一下全局展开的基本流程（此流程图来源于参考资料[1]）：
接下来看一个全局展开的实例（源码GlobalUnwindSample.cpp）：
#include <iostream.h>
#include <windows.h>
static unsigned int nStep = 1 ;
void Function_B ()
{
int x, y = 0 ;
__try {
x = 5 / y ; // 引发异常
}
__finally
{
cout << "Step " << nStep++ << " : 执行Function_B的finally块的内容" << endl ;
}
}
void Function_A ( )
{
__try {
Function_B () ;
}
__finally
{
cout << "Step " << nStep++ << " : 执行Function_A的finally块的内容" << endl ;
}
}
long MyExcepteFilter ( )
{
cout << "Step " << nStep++ << " : 执行main的异常过滤器" << endl ;
return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER ;
}
int main ()
{
__try {
Function_A () ;
}
__except ( MyExcepteFilter() )
{
cout << "Step " << nStep++ << " : 执行main的except块的内容" << endl ;
}
return 0 ;
}
/*输出结果：
Step 1 : 执行main的异常过滤器
Step 2 : 执行Function_B的finally块的内容
Step 3 : 执行Function_A的finally块的内容
Step 4 : 执行main的except块的内容
*/
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查阅Windows源码中的相关的源码
 弱弱的问下..... 这句话的意思是? 
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北极星大哥写的太精彩了`~~辛苦拉
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最初由 colboy 发布 网上有Windows2000和NT的部分源码，我阅读其中的异常处理相关部分的代码，例如RtlDispatchException，RtlpVirtualUnwind，RtlVirtualUnwind等函数的具体实现，虽然不能完全看懂每个语句，但大致流程还是清楚了 |
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