C ++，静态对象的构造函数中的异常绕过先前静态对象的析构函数

Question

我正在研究如何添加 C++ 异常处理来处理现有实时应用程序中的运行时错误。我从构建对象的失败开始，这些对象封装了硬件系统组件的驱动程序，例如位于 Raspberry Pi 平台的 SPI 总线上的电源监控微控制器。

遵循 RAII 原则，我必须在它们的构造函数中完全初始化这些对象，如果系统资源不可用，例如如果 SPI 驱动程序没有加载，这会导致失败的可能性。由于构造函数没有返回值，因此我必须使用异常来处理此类失败。

这些硬件驱动程序对象是静态的（文件范围）。为什么？这样它们的构造函数就会被自动调用，更重要的是，它们的析构函数会在程序退出时自动调用。此外，我需要从主程序文件中的任何位置获取对象，因为它们代表全局硬件资源。

我并不关心异常是如何处理的（我可以在抛出之前发出有用的错误信息），但我关心程序是否正确终止。

发生的情况是，如果静态分配对象的构造函数失败并抛出异常，那么在失败对象之前的词法上其他静态对象的析构函数不会被调用。我已经在一个最小的测试台上对此进行了测试。 Apple、Pear 和 Orange 类只有构造函数和析构函数，它们向标准输出宣布自己，除了 Orange 的构造函数随后抛出异常。在主文件中，我按顺序定义了 Apple、Pear 和 Orange 的一个静态实例。构造函数在程序执行时被调用，Orange 抛出异常，程序结束而不调用 Apple 和 Pear 的析构函数。

我在这里错过了什么？

在类似问题的答案中，例如556655，人们建议： - 不在构造函数中抛出异常。嗯？ - 有一个单独的初始化方法，在构造后称为“手动”，以执行任何可能失败的操作。那么RAII呢？ （顺便说一句，这就是我现在拥有的东西，没有例外）。 - 将静态对象更改为指针并使用 new 运算符“手动”调用构造函数。然后我必须在失败的情况下调用正确的析构函数，我希望使用异常可以避免这种情况。 - 将每个静态对象包装在另一个对象中，该对象具有访问器函数以获取对其的引用。显然，直到第一次在外部对象上调用访问器时才会调用内部对象的构造函数，这将允许我捕获异常，并且可能会导致整洁的退出。这似乎是一个可怕的组合。

回想一下，我不需要捕获异常，程序可以随意终止。这使我的问题与我发现的其他问题不同。我的问题是，为什么不为成功构造的静态对象调用析构函数？

格雷厄姆。

Answer 1

您错过了未处理的异常。当程序由于未处理的异常而终止时，不能保证调用本地和静态对象的析构函数（我记得它是定义的实现）。一种解决方案是将这些对象放在一个通用的包装器对象中，在main 的try 块中创建它，然后让指向它的指针可用于当前全局变量可能存在的所有任意访问。

草图：

class Drivers
{
friend auto main() -> int;
    // ...
};

namespace impl {
    Drivers* p_drivers;
}  // namespace impl

auto drivers() -> Drivers& { return *impl::p_drivers; }

auto main()
    -> int
{
    try
    {
        Drivers drivers;
        impl::p_drivers = &drivers;
        // ...
        return EXIT_SUCCESS;
    }
    catch( exception const& x )
    {
        log_failure( x.what() );
    }
    return EXIT_FAILURE;
}