捕获异常后的堆栈跟踪

Question

当然，我也希望在使用调试器引发异常后查看堆栈跟踪。通常，当从未捕获到异常时，调试器会在收到SIGABRT 后停止程序，我可以看到整个堆栈跟踪并识别异常的原因。

但是捕获异常后如何诊断异常原因呢？

#include <iostream>
#include <stdexcept>

void foo() {
    throw std::runtime_error("An error message");
}

int main() {
    try {
        foo();
    } catch (const std::exception &e) {
        std::cerr << e.what(); // add breakpoint here
    }        
    return 0;
}

在 catch 部分添加断点自然会在捕获异常后停止程序，但是堆栈跟踪不包含 foo() 调用，因此无法诊断异常的原因。

请注意，该示例非常简单。对于复杂和嵌套的调用，try 部分中某处发生异常的信息实际上是无用的。而且我不能简单地避免捕获异常，因为如果我没有捕获它，那么它就会被我正在使用的框架捕获并且堆栈跟踪会丢失。

Answer 1

但是如何在捕获异常后诊断异常原因？

你不能。堆栈已经在捕获点展开。如果您想诊断抛出的原因，您需要在抛出点将它们包含在异常中（如果您愿意，这可能包括完整的堆栈跟踪，但这将取决于系统）。

您可能需要考虑的其他事项：

a) 在 API 调用的调用点（不能修改调用中的代码）添加更多的前置条件检查

b) 在您控制的函数和方法中添加前置条件检查（断言或抛出）。如果性能有问题，您可以在发布版本中删除它们。

c) 在抛出异常的消息中包含抛出的全部原因。

Answer 2

我自己从未使用过它，但可能值得一看：

https://www.codeproject.com/articles/11132/walking-the-callstack

尤其是段落

显示异常的调用栈

使用此 StackWalker，您还可以在 异常处理程序。您只需要编写一个过滤器功能 堆栈遍历。

Answer 3

如果您正在处理自己的异常，那么我的libexcept 库可能对您有用。这个库提供了一些类。基类能够在实例化时收集堆栈跟踪。 99% 的时间，这为您提供了调试问题所需的所有信息。如果您只知道异常发生在哪里，而不知道它是如何被调用的，那么知道如何解决问题可能会更加困难。 （是的！因为同一个函数可能会以 20 种不同的方式被调用，所以仅仅确切地知道发生了哪个异常通常是不够的。）

在一个只有当非常糟糕事情发生时才抛出异常的项目中，这甚至可以保留在你的发布版本中。然后，您可以在客户端日志中记录堆栈跟踪，并使调试远程/终端客户端崩溃变得容易数百倍。

我有一个binary (pre-compiled version) for Ubuntu 16.04 on Launchpad（在您的 apt 列表中安装 PPA，然后安装 libexcept_1.0.5.0~xenial_amd64.deb 或任何当前版本。）

要使用，派生自所提供的两个类之一：

class my_exception : public libexcept::logic_exception_t
{
   ...
};

在您的catch() 中，您可以使用get_stack_trace() 打印堆栈跟踪以获取字符串向量。在我们的例子中，我们实际上将它发送到我们的日志中。

try
{
    ...
    throw my_exception("what happened?!");
    ...
}
catch(my_exception const & e)
{
    stack_trace_t const & stack(e.get_stack_trace());
    for(auto s : stack)
    {
        SNAP_LOG_ERROR(*s);
    }
}

显然，如果您要在许多地方记录堆栈跟踪，您可能会想要一个函数。

但是，对于您不生成的异常，您实际上无能为力。但是，如果您想编写一个包装器，您可以使用自己的异常重新抛出，以便至少缩小异常的来源。

假设您正在使用第 3 方 library 并期望 library 偶尔抛出一次......

try
{
    library::func();   // may throw
}
catch(library::exception const & e)
{
    throw my_exception(e.what());   // converted exception
}

现在你至少有一个来自这个低级捕获的堆栈跟踪。

Answer 4

这个问题比较老了，但我想补充一点，可以在标准 C++11 中进行这样的跟踪：

使用std::nested_exception 和std::throw_with_nested

它在 StackOverflow here 和 here 上进行了描述，您可以在代码中获取异常的回溯，而无需调试器或繁琐的日志记录，只需编写适当的异常将重新抛出嵌套异常的处理程序。

由于您可以对任何派生的异常类执行此操作，因此您可以向此类回溯添加大量信息！ 在生成回溯的相应catch-statement 中添加断点应该可以正常工作。 你也可以看看我的MWE on GitHub，回溯看起来像这样：

Library API: Exception caught in function 'api_function'
Backtrace:
~/Git/mwe-cpp-exception/src/detail/Library.cpp:17 : library_function failed
~/Git/mwe-cpp-exception/src/detail/Library.cpp:13 : could not open file "nonexistent.txt"

或我的"trace" library，与this answer 中给出的类似，但跨平台。