exception：std::current_exception

引入

在 C++11 标准中，std::current_exception 函数被引入到标准库的 <exception> 头文件中，它为异常处理提供了强大的功能。具体来讲，std::current_exception 用于获取当前抛出的异常并将其封装在 std::exception_ptr 对象中，这允许开发者在多线程或异步环境中安全地捕获和传递异常信息。在处理复杂的错误管理和异常传播时，它极大地增强了程序代码的可读性和稳定性。

1. 特性与函数语法介绍

1.1 特性

• 线程安全：std::current_exception 可以在线程中安全使用，提供了有效的方法捕获异常而不引发数据竞争。
• 泛用性强：可以封装所有类型的异常，支持捕获并重新抛出不同类型的错误信息。
• 简化异常处理：帮助开发者更清楚地知道何时捕获异常并进行适当的处理，提升代码的可维护性。

1.2 函数语法

std::current_exception 的基本语法如下：

#include <exception>

std::exception_ptr current_exception();

该函数没有参数，返回一个 std::exception_ptr 对象，该对象包含当前活动的异常。

2. 完整示例代码

以下示例代码展示了如何使用 std::current_exception 来捕获并传递异常：

#include <iostream>
#include <exception>
#include <thread>

void thread_function() {
    try {
        // 抛出一个运行时异常
        throw std::runtime_error("Error occurred in thread.");
    } catch (...) {
        // 捕获当前异常并返回 std::exception_ptr
        std::exception_ptr eptr = std::current_exception();
        // 将异常重新抛出到主线程
        throw eptr;
    }
}

int main() {
    try {
        std::thread t(thread_function);
        t.join(); // 等待线程结束
    } catch (std::exception_ptr& eptr) {
        // 处理从子线程传过来的异常
        try {
            std::rethrow_exception(eptr); // 重新抛出提取的异常
        } catch (const std::exception& ex) {
            std::cout << "Caught exception: " << ex.what() << std::endl;
        }
    }

    return 0;
}

3. 代码解析

1. 线程函数定义：

   • thread_function 中，使用 throw 语句抛出一个运行时异常 std::runtime_error。

2. 捕捉异常：

   • 在 catch 块中调用 std::current_exception() 获取当前的异常，并将其存储在 std::exception_ptr 中，这使得该异常可以在其他地方进行处理。

3. 线程执行：

   • 在 main 函数中用 std::thread 启动一个线程并执行 thread_function。线程执行结束后，使用 join 等待子线程完成。

4. 异常处理：

   • 主线程捕获到 std::exception_ptr，并使用 std::rethrow_exception 重新抛出异常。随后，程序捕获到具体的异常类型并输出相关信息，确保异常可以正确地在主线程中进行处理。

4. 适用场景分析

4.1 多线程应用程序

在多线程程序中，使用 std::current_exception 可以轻松获取线程抛出的异常并传递给主线程，避免因异常未被处理导致进程崩溃。

4.2 异步任务

对于使用异步调用的应用，std::current_exception 使得异常管理变得更为简单方便。这不仅避免了复杂的状态管理，而且清楚指定了异常的发生上下文。

4.3 错误回调机制

在使用回调函数（尤其涉及异步/并行处理时）时，可使用 std::current_exception 确保错误从回调中回传到主逻辑中，保证所有异常都能被正确处理。

5. 总结

std::current_exception 在 C++ 标准库中提供了一种简洁而有效的方式来捕捉和管理异常。它可以轻松处理在多线程和异步函数中发生的异常，降低了处理过程中的复杂度。通过 std::current_exception，开发人员可以在保留完整上下文信息的同时跨线程或函数安全地传递错误，提升了代码的可读性与可靠性。在实际软件开发中，掌握这一函数能够帮助程序员在构建出更加健壮的应用程序时防止潜在的缺陷和崩溃，增强了程序的稳定性和流畅性。