c++ - 编译器如何根据Exception_ptr管理异常的存储

Question

当抛出 C++ 异常并发生堆栈展开时，需要有一些存储区域来使异常对象保持事件状态，直到执行离开最外层 catch block 的范围。

但是这个存储空间到底在哪里呢？在 stackoverflow 上寻找答案，我发现: https://stackoverflow.com/a/27259902/2923952

这个答案引用了标准，说:

The memory for the exception object is allocated in an unspecified way, except as noted in 3.7.4.1.

... [Note: In particular, a global allocation function is not called to allocate storage for [...] an exception object (15.1). — end note]

这是有道理的。您不希望编译器生成对 malloc 的调用或new在幕后，因为您可能正在编写具有特定 Allocator 的代码要求。

由于事件异常的数量受到硬编码堆栈深度的限制，因此似乎不需要为异常动态分配空间。编译器可能只有一些堆栈空间或每线程静态存储来放置事件异常。

但是现在我们有 std::exception_ptr 。这基本上是一个事件异常对象的共享指针，只要 std::exception_ptr 的任何实例都使异常对象保持事件状态。留下来。

但由此推论，我们现在可以无限期地延长任何事件异常的生命周期。所以基本上我可以有一个 std::vector<std::exception_ptr> ，然后在一个循环中，我可以继续抛出异常并将每个指向当前异常的指针存储在我的 vector 中。所以我可以通过这种方式动态生成数百万个事件异常。

std::vector<std::exception_ptr> active_exceptions;
for (;;)
{
   try { throw int{}; }
   catch (...) { active_exceptions.push_back(std::current_exception()); }
}

这将迫使编译器以某种方式动态添加更多存储空间以保持这些异常的事件。那么它是如何做到这一点的呢？它是否只是依靠使用 malloc/new静态存储空间耗尽后？

Answer 1

异常存储的分配方式是实现定义的。在这方面的实现差异很大。当您抛出/捕获异常时，MSVC 使用堆栈空间来存储异常(在展开期间有效地缩短堆栈)。其他实现实际上为异常动态分配内存(异常本身可能会因异常而失败。这很有趣)。

但是，每当您使用 current_exception 获取 exception_ptr 时，不为 throw/catch 行为动态分配内存的实现几乎总是会执行动态分配到异常(exception)。这个过程的语义本质上要求异常对象存在于动态分配中，您可以在函数的几个方面看到这一点。

例如，current_exception据说返回对异常对象的引用或其拷贝；发生哪一种情况是由实现定义的。这也是为什么current_exception本身可以伪抛出std::bad_alloc。也就是说，如果 current_exception 期间内存分配失败，则不会将当前异常放入 exception_ptr 中，而是将 std::bad_alloc 插入其中相反。