异常安全

一段代码是 异常安全的 ，如果这段代码运行时的失败不会产生有害后果，如内存泄露、存储数据混淆、或无效的输出。异常安全可分成不同层次：

失败透明（failure transparency） ，也称作 不抛出保证（no throw guarantee） ：代码的运行保证能成功并满足所有的约束条件，即使存在异常情况。如果出现了异常，将不会对外进一步抛出该异常。（异常安全的最好的层次）

提交或卷回的语义（commit or rollback semantics） ，或称作 强异常安全（strong exception safety） 或 无变化保证（no-change guarantee） ：运行可以是失败，但失败的运行保证不会有负效应，因此所有涉及的数据都保持代码运行前的初始值。

基本异常安全（basic exception safety） ：失败运行的已执行的操作可能引起了副作用，但会保证状态不变。所有存储数据保持有效值，即使这些数据与异常发生前的值有所不同。

最小异常安全（minimal exception safety） 也称作 无泄漏保证（no-leak guarantee） ：失败运行的已执行的操作可能在存储数据中保存了无效的值，但不会引起崩溃，资源不会泄漏。

异常不安全（no exception safety） :没有保证（最差的异常安全层次）。

例如，考虑一个smart vector类型，如C++"s std::vector 或Java"s ArrayList 。当一个数据项 x 插入vector v ，必须实际增加 x 的值到vector的内部对象列表中并且修改vector的计数域以正确表示 v 中保存了多少数据项；此时如果已有的存储空间不够大，就需要分配新的内存。内存分配可能会失败并抛出异常。因此，vector数据类型如果是“失败透明”保证将会非常困难甚至不可能实现。但vector类型提供“强异常安全”保证却是相当容易的；在这种情况下， x 插入 v 或者成功，或者 v 保持不变。如果vector类型仅提供“基本异常安全”保证，如果数据插入失败， v 可能包含也可能不包含 x 的值，但至少 v 的内部表示是一致的。但如果vector数据类型是“最小异常安全”保证， v 可能会是无效的，例如 v 的计数域被增加了，但 x 并未实际插入，使得内部状态不一致。对于“异常不安全”的实现，程序可能会崩溃，例如写入数据到无效的内存。

通常至少需要基本异常安全。失败透明是难于实现的，特别是在编写库函数时，因为对应用程序的复杂知识缺少获知。

程序设计语言的异常机制

许多常见的程序设计语言，包括Actionscript，Ada，BlitzMax，C++，C#，D，ECMAScript，Eiffel，Java，ML，Object Pascal（如Delphi，Free Pascal等），Objective-C，Ocaml，PHP（version 5），PL/1，Prolog，Python，REALbasic，Ruby，Visual Prolog以及大多数.NET程序设计语言，内建的异常机制都是沿着函数调用栈的函数调用逆向搜索，直到遇到异常处理代码为止。一般在这个异常处理代码的搜索过程中逐级完成栈卷回（stack unwinding）。但Common Lisp是个例外，它不采取栈卷回，因此允许异常处理完后在抛出异常的代码处原地恢复执行。而Visual Basic（尤其是在其早于 .net 的版本，例如 6.0 中）走得更远： on error 语句可轻易指定发生异常后是重试（ resume ）还是跳过（ resume next ）还是执行程序员定义的错误处理程序（ goto *** ）。

多数语言的异常机制的语法是类似的：用 throw 或 raise 抛出一个异常对象（Java或C++等）或一个特殊可扩展的枚举类型的值（如Ada语言）；异常处理代码的作用范围用标记子句（ try 或 begin 开始的语言作用域）标示其起始，以第一个异常处理子句（ catch, except, rescue 等）标示其结束；可连续出现若干个异常处理子句，每个处理特定类型的异常。某些语言允许 else 子句，用于无异常出现的情况。更多见的是 finally, ensure 子句，无论是否出现异常它都将执行，用于释放异常处理所需的一些资源。

C++异常处理是资源获取即初始化（Resource-Acquisition-Is-Initialization）的基础。

C语言一般认为是不支持异常处理的。Perl语言可选择支持结构化异常处理（structured exception handling）。

Python语言对异常处理机制是非常普遍深入的，所以想写出不含 try, except 的程序非常困难。

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