PHP的异常机制的原理是什么?

在PHP每一个可独立执行的op array最后的ZEND_HANDLE_EXCEPTION是用来干什么呢?

让我们从一个问题说起, 上周的时候, blue5tar提了一个问题:”对于下面的代码, onError明明执行了, 但是onException却没有执行, 为什么?”.

<?php
function onError($errCode, $errMesg, $errFile, $errLine) {
    echo "Error Occurred\n";
    throw new Exception($errMesg);
}
 
function onException($e) {
    echo $e->getMessage();
}
 
set_error_handler("onError");
 
set_exception_handler("onException");
 
/* 我从不会以我的名字命名文件, 所以这个文件不存在 */
require("laruence.php");

运行结果:

Error Occurred
PHP Fatal error: main(): Failed opening required 'laruence.php

首先, 我们要知道, Require在包含一个找不到的问题的时候, 会前后抛出俩个错误,

1. WARNING : 在PHP试图打开这个文件的时候抛出.
2. E_COMPILE_ERROR : 从PHP打开文件的函数返回失败以后抛出

而我们知道, set_error_handler是不能捕获E_COMPILE_ERROR错误的:

The following error types cannot be handled with a user defined function: E_ERROR, E_PARSE, E_CORE_ERROR, E_CORE_WARNING, E_COMPILE_ERROR, E_COMPILE_WARNING, and most of E_STRICT raised in the file where set_error_handler() is called.

所以, 在onError中, 只能捕获到第一个WARNING错误, 而在onError中抛出的异常, 为什么没有被默认exception_handler捕获呢?

这就要说说PHP的异常机制了.

了解opcode(深入理解PHP原理之Opcodes的同学都知道, 在PHP5.3以前, 每一个可独立运行的op array(文件, 函数, 方法)的最后一条opcode都是ZEND_HANDLE_EXCEPTION, 而这个opcode是做什么用的呢?

原来在PHP中, 当有异常被throw的时候, 会跳到每一个op array的最后一行, 来执行这条ZEND_HANDLE_EXCEPTION, 伪码如下:

void on_throw_exception(zval *exception TSRMLS_DC) {
1. 判断是否已经有异常抛出
2. 记录exception
3. 记录下一条要执行的op line的序号
4. 下一条要执行的op line序号 = 当前op array的最后一条
}

恩, 就和改写ip寄存器一样, 改写下一条要执行的op line的序号, 就改变了程序的流向, 这样, 就会进入到了ZEND_HANDLE_EXCEPTION的处理逻辑中.

而在ZEND_HANDLE_EXCEPTION中, 会判断这个异常是否在try catch中,

如果是 则把下一条要执行的op line, 置为第一个catch的op line, 并继续执行.
如果不是 则销毁一些不需要的变量, 和opline, 然后直接结束执行过程

有的同学要问了:”那set_exception_handler设置的异常默认处理函数(user_exception_handler)什么时候起作用呢?”

恩, 是在执行完成退出执行LOOP以后才判断是否有默认异常处理函数, 如果有才调用:

//执行
zend_execute(EG(active_op_array) TSRMLS_CC);
if (EG(exception)) {
     if (EG(user_exception_handler)) {
          调用用户定义的默认异常处理函数
     } else {
          未捕获的异常
     }
} else {
     没有异常
}
destroy_op_array(EG(active_op_array) TSRMLS_CC);
efree(EG(active_op_array));

PHP异常流程

而PHP在遇到Fatal Error的时候, 会直接zend_bailout, 而zend_bailout会导致程序流程直接跳过上面代码段, 也可以理解为直接exit了(longjmp), 这就导致了user_exception_handler没有机会发生作用.

了解到这些, 我想文章开头的问题的为什么? 也就很清晰了吧?

最后, 关于ZEND_HANDLE_EXCEPTION, 也许有同学会有疑问: 如果是这样, 那为什么每一个可独立执行的op array最后都有这个ZEND_HANDLE_EXCEPTION呢? 最简单的, 如果一个函数中不会throw, 那么这个opcode 是明显不需要的啊? 嘿嘿, 你很聪明, PHP 5.3开始, 已经按照你的想法调整了.. 只有在throw时刻, 才会动态的生成ZEND_HANDLE_EXCEPTION opline.

PHP5 changelog:

Changed exception handling. Now each op_array doesn’t contain ZEND_HANDLE_EXCEPTION opcode in the end. (Dmitry)

建议继续学习：

1. PHP的异常原理与实例说明 Fatal error: Uncaught exception    (阅读：8821)
2. 是返回错误码，还是抛出异常？说说我的选择    (阅读：5878)
3. Perl 异常处理之 autodie 和 Try::Tiny    (阅读：2619)
4. PHP程序员也要学会使用“异常”    (阅读：2568)
5. 异常的代价    (阅读：2445)
6. 僵尸对象或 RAII    (阅读：2416)
7. PHP错误处理及异常处理    (阅读：2460)
8. 我们什么时候应该使用异常?    (阅读：2349)
9. Java处理InterruptedException异常小结    (阅读：1736)
10. Swift错误和异常处理    (阅读：813)