深入理解PHP原理之异常机制

PHP 2018-12-30

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?”.
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="33390" class="copybut" id="copybut33390" onclick="doCopy('code33390')"> 代码如下:

<div class="codebody" id="code33390">
<?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:
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="25104" class="copybut" id="copybut25104" onclick="doCopy('code25104')"> 代码如下:

<div class="codebody" id="code25104">
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,
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="3078" class="copybut" id="copybut3078" onclick="doCopy('code3078')"> 代码如下:

<div class="codebody" id="code3078">
WARNING : 在PHP试图打开这个文件的时候抛出.
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:
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="42599" class="copybut" id="copybut42599" onclick="doCopy('code42599')"> 代码如下:<div class="codebody" id="code42599">
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,
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="24036" class="copybut" id="copybut24036" onclick="doCopy('code24036')"> 代码如下:<div class="codebody" id="code24036">
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:
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="6282" class="copybut" id="copybut6282" onclick="doCopy('code6282')"> 代码如下:<div class="codebody" id="code6282">
//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异常流程注: 图中有一处不严谨,即在确定是否最后一个catch块的时候,会同时判断(is_a),如果是才进入最后一个catch块执行.
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)

PHP 异常机制

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