从 Lua 调用函数时如何处理 C++ 异常？

Question

我有一个可以从 Lua 调用的 C++ 函数。为了演示我的问题，这里举个例子：

int PushHello(lua_State *L){
    string str("Hello");
    lua_pushlstring(L, str.data(), str.length());
    return 1;
}

注意：我知道我不必在那里使用字符串变量，但它是用来演示问题的。

这是我的两个问题：

1. 当我从 Lua 字符串构造函数调用此函数时，可能会抛出异常。那是问题吗？ Lua 会处理它并正确展开 Lua 堆栈吗？我不这么认为。我该如何解决？我是否需要在所有此类代码周围添加try/catch 并将异常转换为 lua_error？没有更好的解决方案吗？

2. 另一个我可能通过将 Lua 编译为 C++ 解决的问题是，如果使用 longjmp，lua_pushlstring() 调用 lua_error() 字符串析构函数将不会被调用。问题是否通过编译为 C++ 并抛出异常而不是使用 longjmp 来解决？

为了澄清，我可以看到问题 1 的可能解决方案是：

int PushHello(lua_State *L){
    string str;
    try{
        str.assign("Hello");
    catch(exception &e){
        luaL_error(L, e.what());
    }
    lua_pushlstring(L, str.data(), str.length());
    return 1;
}

但这非常丑陋且容易出错，因为try/catch 需要添加到许多地方。它可以作为一个宏来完成，并放置所有可以抛出的命令，但这不会更好。

Answer 1

我找到了一个合理的解决方案。问题是它是否正确。而不是导出（或通过 lua_cpcall 调用）原始函数 int PushHello(lua_State *L) 一个包装器 int SafeFunction<PushHello>(lua_State *L) 被导出/调用。包装器看起来像：

template<lua_CFunction func>
int SafeFunction(lua_State *L){
    int result = 0;
    try{
        result = func(L);
    }
    // transform exception with description into lua_error
    catch(exception &e){
        luaL_error(L, e.what());
    }
    // rethrow lua error - C++ Lua throws lua_longjmp*
    catch(lua_longjmp*){
        throw;
    }
    // any other exception as lua_error with no description
    catch(...){
        luaL_error(L, "Unknown error");
    }

    return result;
}

你怎么看？有什么问题吗？

Answer 2

Juraj Blaho 的回答很棒。但是它有一个缺点：对于您使用int SafeFunction<PushHello>(lua_State *L) 导出的每个函数，编译器都会从模板生成所有 代码的副本，就像它是一个宏一样。当导出大量的小函数时，这将是一种浪费。

您可以通过定义一个通用的static 函数来执行所有工作来轻松避免该问题，而template 函数只是调用该通用函数：

static int SafeFunctionCommon(lua_State *L, lua_CFunction func){
    int result = 0;
    try{
        result = func(L);
    }
    // transform exception with description into lua_error
    catch(exception &e){
        luaL_error(L, e.what());
    }
    // rethrow lua error - C++ Lua throws lua_longjmp*
    catch(lua_longjmp*){
        throw;
    }
    // any other exception as lua_error with no description
    catch(...){
        luaL_error(L, "Unknown error");
    }

    return result;
}

template<lua_CFunction func>
int SafeFunction(lua_State *L){
    return SafeFunctionCommon(L, func);
}

Answer 3

Lua 不会捕获 C++ 异常。如果你没有捕捉到它，它将向上传递调用堆栈，直到它被其他代码块捕捉或导致程序崩溃（未处理的异常）。如果你暴露给 Lua 的函数调用了可以抛出异常的函数，你应该在那个函数中处理它们。

Answer 4

我不会使用 lua_error 来表示在 lua 功能之外发生的错误。如果您要添加可以在 lua 范围内调用的其他 lua 函数，则将使用 lua_error。如果在执行该函数时发生错误，那么 lua_error 将是合适的。

这也是Stack unwinding in C++ when using Lua的副本

编辑

如果你担心字符串析构函数被调用为什么不这样做：

try
{
    string str("Hello");
    lua_pushlstring(L, str.data(), str.length());
}
catch (exception& e)
{
     luaL_error(L, e.what());
}

我知道这与您的建议略有不同，但有所不同。如果抛出异常，try{} 内的堆栈上的任何内容都会破坏。只要确保您想要破坏的任何东西都在该尝试范围内。

Answer 5

如果你将 Lua 编译为 C++，那么它们将使用 C++ 异常作为错误，而如果你编译为 C，它们将使用 longjmp/setjmp。这基本上意味着抛出这样的异常没有什么大不了的。