上一篇文章講述了SEH的異常處理機制，也即try-except模型的使用規(guī)則。本篇文章繼續(xù)探討SEH另外一項很重要的機制，那就是“有效保證資源的清除”，其實這才是SEH設計上最為精華的一個東東，對于C程序而言，它貢獻簡直是太大了。
SEH的這項機制被稱為結(jié)束處理（Termination Handling），它是通過try-finally語句來實現(xiàn)的，下面開始討論吧！
try-finally的作用
對于try-finally的作用，還是先看看MSDN中怎么說的吧！摘略如下：
The try-finally statement is a Microsoft extension to the C and C++ languages that enables 32-bit target applications to guarantee execution of cleanup code when execution of a block of code is interrupted. Cleanup consists of such tasks as deallocating memory, closing files, and releasing file handles. The try-finally statement is especially useful for routines that have several places where a check is made for an error that could cause premature return from the routine.
上面的這段話的內(nèi)容翻譯如下：
try-finally語句是Microsoft對C和C++語言的擴展，它能使32位的目標程序在異常出現(xiàn)時，有效保證一些資源能夠被及時清除，這些資源的清除任務可以包括例如內(nèi)存的釋放，文件的關(guān)閉，文件句柄的釋放等等。try-finally語句特別適合這樣的情況下使用，例如一個例程（函數(shù)）中，有幾個地方需要檢測一個錯誤，并且在錯誤出現(xiàn)時，函數(shù)可能提前返回。
try-finally的語法規(guī)則
上面描述try-finally機制的有關(guān)作用時，也許一時我們還難以全面理解，不過沒關(guān)系，這里還是先看一下try-finally的語法規(guī)則吧！其實它很簡單，示例代碼如下：
//seh-test.c
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
void main()
{
puts("hello");
__try
{
puts("__try塊中");
}
// 注意，這里不是__except塊，而是__finally取代
__finally
{
puts("__finally塊中");
}
puts("world");
}
上面的程序運行結(jié)果如下：
hello
__try塊中
__finally塊中
world
Press any key to continue
try-finally語句的語法與try-except很類似，稍有不同的是，__finally后面沒有一個表達式，這是因為try- finally語句的作用不是用于異常處理，所以它不需要一個表達式來判斷當前異常錯誤的種類。另外，與try-except語句類似，try- finally也可以是多層嵌套的，并且一個函數(shù)內(nèi)可以有多個try-finally語句，不管它是嵌套的，或是平行的。當然，try-finally多層嵌套也可以是跨函數(shù)的。這里不一一列出示例，大家可以自己測試一番。
另外，對于上面示例程序的運行結(jié)果，是不是覺得有點意料之外呢？因為 __finally塊中的put(“__finally塊中”)語句也被執(zhí)行了。是的，沒錯！這就是try-finally語句最具有魔幻能力的地方，即 “不管在何種情況下，在離開當前的作用域時，finally塊區(qū)域內(nèi)的代碼都將會被執(zhí)行到”。呵呵！這的確是很厲害吧！為了驗證這條規(guī)則，下面來看一個更典型示例，代碼如下：
#include <stdio.h>
void main()
{
puts("hello");
__try
{
puts("__try塊中");
// 注意，下面return語句直接讓函數(shù)返回了
return;
}
__finally
{
puts("__finally塊中");
}
puts("world");
}
上面的程序運行結(jié)果如下：
hello
__try塊中
__finally塊中
Press any key to continue
上面的程序運行結(jié)果是不是有點意思。在__try塊區(qū)域中，有一條return語句讓函數(shù)直接返回了，所以后面的put(“world”)語句沒有被執(zhí)行到，這是很容易被理解的。但是請注意，__finally塊區(qū)域中的代碼也將會被予以執(zhí)行過了，這是不是進一步驗證了上面了那條規(guī)則，呵呵！阿愚深有感觸的想：“__finally的特性真的很像對象的析構(gòu)函數(shù)”，朋友們覺得如何呢？
另外，大家也許還特別關(guān)心的是，goto語句是不是有可能破壞上面這條規(guī)則呢？因為在C語言中，goto語句一般直接對應一條jmp跳轉(zhuǎn)指令，所以如果真的如此的話，那么goto語句很容易破壞上面這條規(guī)則。還是看一個具體的例子吧！
#include <stdio.h>
void main()
{
puts("hello");
__try
{
puts("__try塊中");
// 跳轉(zhuǎn)指令
goto RETURN;
}
__finally
{
puts("__finally塊中");
}
RETURN:
puts("world");
}
上面的程序運行結(jié)果如下：
hello
__try塊中
__finally塊中
world
Press any key to continue
呵呵！即便上面的示例程序中，goto語句跳過了__finally塊，但是__finally塊區(qū)域中的代碼還是被予以執(zhí)行了。當然，大家也許很關(guān)心這到底是為什么？為什么try-finally語句具有如此神奇的功能？這里不打算深入闡述，在后面闡述SEH實現(xiàn)的時候會詳細分析到。這里朋友們只牢記一點，“不管是順序的線性執(zhí)行，還是return語句或goto語句無條件跳轉(zhuǎn)等情
況下，一旦執(zhí)行流在離開當前的作用域時，finally塊區(qū)域內(nèi)的代碼必將會被執(zhí)行”
try-finally塊中的異常
上面只列舉了return語句和goto語句的情況下，但是如果程序中出現(xiàn)異常的話，那么finally塊區(qū)域內(nèi)的代碼還會被執(zhí)行嗎？上面所講到的那條規(guī)則仍然正確嗎？還是看看示例，代碼如下：
#include <stdio.h>
void test()
{
puts("hello");
__try
{
int* p;
puts("__try塊中");
// 下面拋出一個異常
p = 0;
*p = 25;
}
__finally
{
// 這里會被執(zhí)行嗎
puts("__finally塊中");
}
puts("world");
}
void main()
{
__try
{
test();
}
__except(1)
{
puts("__except塊中");
}
}
上面的程序運行結(jié)果如下：
hello
__try塊中
__finally塊中
__except塊中
Press any key to continue
從上面示例程序的運行結(jié)果來看，它是和“不管在何種情況下，在離開當前的作用域時，finally塊區(qū)域內(nèi)的代碼都將會被執(zhí)行到”這條規(guī)則相一致的。
__leave關(guān)鍵字的作用
其實，總結(jié)上面的__finally塊被執(zhí)行的流程時，無外乎三種情況。第一種就是順序執(zhí)行到__finally塊區(qū)域內(nèi)的代碼，這種情況很簡單，容易理解；第二種就是goto語句或return語句引發(fā)的程序控制流離開當前__try塊作用域時，系統(tǒng)自動完成對__finally塊代碼的調(diào)用；第三種就是由于在__try塊中出現(xiàn)異常時，導致程序控制流離開當前__try塊作用域，這種情況下也是由系統(tǒng)自動完成對__finally塊的調(diào)用。無論是第 2種，還是第3種情況，毫無疑問，它們都會引起很大的系統(tǒng)開銷，編譯器在編譯此類程序代碼時，它會為這兩種情況準備很多的額外代碼。一般第2種情況，被稱為“局部展開（LocalUnwinding）”；第3種情況，被稱為“全局展開（GlobalUnwinding）”。在后面闡述SEH實現(xiàn)的時候會詳細分析到這一點。
第3種情況，也即由于出現(xiàn)異常而導致的“全局展開”，對于程序員而言，這也許是無法避免的，因為你在利用異常處理機制提高程序可靠健壯性的同時，不可避免的會引起性能上其它的一些開銷。呵呵！這世界其實也算瞞公平的，有得必有失。
但是，對于第2種情況，程序員完全可以有效地避免它，避免“局部展開”引起的不必要的額外開銷。實際這也是與結(jié)構(gòu)化程序設計思想相一致的，也即一個程序模塊應該只有一個入口和一個出口，程序模塊內(nèi)盡量避免使用goto語句等。但是，話雖如此，有時為了提高程序的可讀性，程序員在編寫代碼時，有時可能不得不采用一些與結(jié)構(gòu)化程序設計思想相悖的做法，例如，在一個函數(shù)中，可能有多處的return語句。針對這種情況，SEH提供了一種非常有效的折衷方案，那就是__leave關(guān)鍵字所起的作用，它既具有像goto語句和return語句那樣類似的作用（由于檢測到某個程序運行中的錯誤，需要馬上離開當前的 __try塊作用域），但是又避免了“局部展開” 的額外開銷。還是看個例子吧！代碼如下：
#include <stdio.h>
void test()
{
puts("hello");
__try
{
int* p;
puts("__try塊中");
// 直接跳出當前的__try作用域
__leave;
p = 0;
*p = 25;
}
__finally
{
// 這里會被執(zhí)行嗎？當然
puts("__finally塊中");
}
puts("world");
}
void main()
{
__try
{
test();
}
__except(1)
{
puts("__except塊中");
}
}
上面的程序運行結(jié)果如下：
hello
__try塊中
__finally塊中
world
Press any key to continue
這就是__leave關(guān)鍵字的作用，也許大家在編程時很少使用它。但是請注意，如果你的程序中，尤其在那些業(yè)務特別復雜的函數(shù)模塊中，既采用了SEH機制來保證程序的可靠性，同時代碼中又擁有大量的goto語句和return語句的話，那么你的源代碼編譯出來的二進制程序?qū)⑹鞘衷愀獾模粌H十分龐大，而且效率也受很大影響。此時，建議不妨多用__leave關(guān)鍵字來提高程序的性能。
try-finally深入
現(xiàn)在，相信我們已經(jīng)對try-finally機制有了非常全面的了解，為了更進一步認識try-finally機制的好處（當然，主人公阿愚認為，那些寫過Windows平臺下設備驅(qū)動程序的朋友一定深刻認識到try-finally機制的重要性），這里給出一個具體的例子。還記得，在《第21集 Windows系列操作系統(tǒng)平臺中所提供的異常處理機制》中，所講述到的采用setjmp和longjmp異常處理機制實現(xiàn)的那個簡單例程嗎？現(xiàn)在如果有了try-finally機制，將能夠很容易地來避免內(nèi)存資源的泄漏，而且還極大地提高了程序模塊的可讀性，減少程序員由于不小心造成的程序bug等隱患。采用SEH重新實現(xiàn)的代碼如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void test1()
{
char* p1, *p2, *p3, *p4;
__try
{
p1 = malloc(10);
p2 = malloc(10);
p3 = malloc(10);
p4 = malloc(10);
// do other job
// 期間可能拋出異常
}
__finally
{
// 這里保證所有資源被及時釋放
if(p1) free(p1);
if(p2) free(p2);
if(p3) free(p3);
if(p4) free(p4);
}
}
void test()
{
char* p;
__try
{
p = malloc(10);
// do other job
// 期間可能拋出異常
test1();
// do other job
}
__finally
{
// 這里保證資源被釋放
if(p) free(p);
}
}
void main( void )
{
__try
{
char* p;
__try
{
p = malloc(10);
// do other job
// 期間可能拋出異常
test();
// do other job
}
__finally
{
// 這里保證資源被釋放
if(p) free(p);
}
}
__except(1)
{
printf("捕獲到一個異常\n");
}
}
呵呵！上面的代碼與采用setjmp和longjmp機制實現(xiàn)的代碼相比，是不是更簡潔，更美觀。這就是try-finally語句的貢獻所在。
總結(jié)
（1） “不管在何種情況下，在離開當前的作用域時，finally塊區(qū)域內(nèi)的代碼都將會被執(zhí)行到”，這是核心法則。
（2） try-finally語句的作用相當于面向?qū)ο笾械奈鰳?gòu)函數(shù)。
（3） goto語句和return語句，在其它少數(shù)情況下，break語句以及continue語句等，它們都可能會導致程序的控制流非正常順序地離開 __try作用域，此時會發(fā)生SEH的“局部展開”。記住，“局部展開”會帶來較大的開銷，因此，程序員應該盡可能采用__leave關(guān)鍵字來減少一些不必要的額外開銷。
通過這幾篇文章中對SEH異常處理機制的深入闡述，相信大家已經(jīng)能夠非常熟悉使用SEH來進行編程了。下一篇文章把try-except和try-finally機制結(jié)合起來，進行一個全面而綜合的評述，繼續(xù)吧！