深入理解PHP原理之异常机制

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,

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:

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

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)