c开发策略-之-错误处理

在使用任何语言进行应用程序开发时，我们都应该提前规划好如何处理错误。Java和c++中普遍使用异常来进行错误处理，但是c语言，因为没有提供一个很优雅的异常机制，所以明确如何进行错误处理显得很重要。C语言中的错误处理有多种方式，总结如下：大家可以讨论这些处理方式的优劣，这样等以后在程序开发中，我们可以从整体上为程序设计更好的错误处理方法。

1． 返回值方式：用函数的返回值标志函数是否执行成功。比如成功返回1，失败返回0。这种方式的好处是简单方便，而且不影响效率，保持了c语言的高效率。但是仍然有问题，一个问题是代码可读性的问题，如果每个函数都有这样的返回值的话，为了保持程序的正确运行，我们必须对每个函数进行正确性验证，就是在调用函数的时候检查他的返回值，这样程序代码很大一部分就可能花费在错误处理上。第二个问题就是函数的返回值冲突的问题。假设strlen函数也可能会出错，使用这种错误处理策略他的返回值应该标志它是否执行成功，但是函数计算的字符串的长度值如何自然地传递出来？最后一个问题可能是最重要的：它不强制你处理错误，而且在不进行处理的情况下，程序仍然能够运行，但结果是不可预知的。

2． 全局errno方式：就是在出现错误的时候，将错误代码记录到一个全局变量errno中。比如waitpid()函数在被信号中断的情况下，将errno设置为EINTR（一宏定义常量）。这种方式解决了返回值方式遇到的返回值冲突问题，而且效率方面也是非常令人愉悦的。但是它要求用户在调用函数后检查errno的值，这种保证是脆弱的，程序仍然有可能在不处理那些errno的情况下”安然”地运行，导致未定义的结果。另一个问题出在多线程方面，errno不是线程安全的，多个线程操作同一个errno会造成混乱。

3． 错误封装：就是将每个有错误返回值的函数分别用一个函数包起来，比如waitpid()函数可以封装成Waitpid()（首字母大写），在这个函数中处理相应的错误。这种错误处理方法可以很好的解决很多问题，应该说效果很好，但是有几个方面需要商榷，一是，并不是每个函数的错误都以一种方式进行处理，另一方面，听说c语言的函数调用开销相对很高，在函数外面再包上一层会影响性能。

4． 异常：关于异常的说明和实现可以参考http://xombat.iteye.com/admin/show/94540，它的优点是能模拟实现c++中异常的一些优点。但是这个异常机制很脆弱，使用时要注意很多问题，而且它的性能开销肯定也会不小。

5． Goto语句：，当发生错误时，利用goto语句跳到相应的错误处理函数中。因为一直以来对goto语句的偏见，和goto语句本身对程序结构性的影响，所以本人一直以来没有用过这种方式，也不知道这种方式会有什么优劣。

总的来说，每个方式都不是尽善尽美的，不知道大家遇到这些问题是怎么处理的？

另外希望还可以讨论如下问题：

1. C语言中的函数调用是不是像一些人说的那样成本很高？

2. 错误处理应该如何区分用户错误和应用程序错误？

3. 如果采用错误封装的方法（方法3），错误处理需要程序结束的地方应该使用exit还是abort？

4. 最好的方法应该是混合使用吧，（比如返回值的方法和全局errno的方法经常混合使用）该用返回值的时候用返回值，该异常的时候异常，但是什么时候该用返回，什么时候该用异常？

pid_t Fork(void)
{
  pid_t pid;
  if((pid = fork())<0)
  {
    fprintf(stderr,"Fork error: %s\n",strerror(errno));
    exit(0);
  }
  return pid;
}

pid_t Fork(void)
{
  pid_t pid;
  if((pid = fork())<0)
  {
    fprintf(stderr,"Fork error: %s\n",strerror(errno));
    exit(0);
  }
  return pid;
}

// tss.h
#ifndef TSS_H_
#define TSS_H_

#include <pthread.h>

typedef void(*CLEANUP_FUNC)(void* p);

class TSS
{
private:
	pthread_key_t key;

public:
	TSS(CLEANUP_FUNC cleanfunc);
	void set(void* p);
	void* get();
};

#endif // TSS_H_

// tss.cpp
#include "tss.h"

class TSSInitFail : public std::exception
{
};

class TSSSetSpecific : public std::exception
{
};


TSS::TSS(CLEANUP_FUNC f)
{
	int result = pthread_key_create(&key, f);
	if (result != 0)
		throw TSSInitFail();
}

void TSS::set(void* p)
{
	int result = pthread_setspecific(key, p);
	if (result != 0)
		throw TSSSetSpecific();
}

void* TSS::get()
{
	return pthread_getspecific(key);
}

// 一个使用例子：
#define TSS_SIZE (65536 * 4)

void cleanup(void* p)
{
	char* pp = (char*) p;
	delete[] pp;
}

static TSS __formatTSS(&cleanup);


const char* format(const char* fmt, ...)
{
	char* buffer = (char*)__formatTSS.get();
	if (!buffer)
	{
		buffer = new char[TSS_SIZE];
		__formatTSS.set(buffer);
	}

	va_list args;
	va_start(args, fmt);
	vsnprintf(buffer, TSS_SIZE, fmt, args);
	va_end(args);

	return buffer;
}

#  if !defined _LIBC || defined _LIBC_REENTRANT
/* When using threads, errno is a per-thread value.  */
#   define errno (*__errno_location ())
#  endif