如何在栈展开过程中获取正在抛出的异常？

先看这段示例代码：

#include <exception>
#include <iostream>

class Foo {
public:
    ~Foo() {
        std::exception_ptr ptr = std::current_exception();
        if(ptr) {
            std::cout << "Stack unwinding due to exception";
        }
        std::cout << "Number of uncaught exceptions: " << std::uncaught_exceptions() << "\n";
    }
};

int main() {
    try {
        Foo foo;
        throw 5;
    } catch(...) {
        std::cout << "Exception caught\n";
    }
}

通过std::uncaught_exceptions()可以知道当前有未捕获的异常正在触发栈展开，但std::current_exception()没法拿到异常指针——因为它只能在catch子句内部生效。所以这段代码的实际输出是：

Number of uncaught exceptions: 1
Exception caught

并不会输出"Stack unwinding due to exception"这一行。

现在的问题是：有没有其他方法能获取正在抛出的当前异常指针？如果存在多个异常，希望拿到最新/最内层的那个。另外，较新的C++标准有没有新增相关特性？

解答 #

在C11到C20标准中，没有直接的标准库API能在栈展开阶段（非catch块内）获取当前异常的std::exception_ptr。std::current_exception()的设计就是仅在异常处理上下文（即catch块内部）中有效，栈展开过程中调用它会返回空指针。

不过可以通过一些变通手段实现类似需求：

1. 自定义异常抛出包装器 #

可以封装全局的异常捕获逻辑，在抛出异常时主动保存std::exception_ptr，之后在栈展开阶段访问这个全局指针。示例如下：

#include <exception>
#include <iostream>
#include <mutex>

std::mutex g_exception_mutex;
std::exception_ptr g_current_uncaught_exception;

struct ExceptionGuard {
    ExceptionGuard() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(g_exception_mutex);
        g_current_uncaught_exception = nullptr;
    }
    ~ExceptionGuard() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(g_exception_mutex);
        if (std::uncaught_exceptions() > 0) {
            // 这里仅在抛出异常时触发，保存当前异常指针
            g_current_uncaught_exception = std::current_exception();
        } else {
            g_current_uncaught_exception = nullptr;
        }
    }
};

#define THROW_EXCEPTION(e) do { \
    ExceptionGuard guard; \
    throw e; \
} while(0)

class Foo {
public:
    ~Foo() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(g_exception_mutex);
        if (g_current_uncaught_exception) {
            std::cout << "Stack unwinding due to exception\n";
            // 可以用g_current_uncaught_exception做后续处理，比如重新抛出
            // std::rethrow_exception(g_current_uncaught_exception);
        }
        std::cout << "Number of uncaught exceptions: " << std::uncaught_exceptions() << "\n";
    }
};

int main() {
    try {
        Foo foo;
        THROW_EXCEPTION(5);
    } catch(...) {
        std::cout << "Exception caught\n";
    }
}

这种方法的局限性在于：必须通过自定义的THROW_EXCEPTION宏抛出异常才能生效，无法覆盖所有第三方库的异常抛出场景。

2. 最新C++标准的相关情况 #

截至C++23，标准库仍未引入能在栈展开阶段直接获取异常指针的API。虽然有相关提案讨论过扩展异常处理上下文的能力，但尚未正式纳入标准。

3. 平台特定扩展 #

部分编译器提供了非标准的扩展（比如GCC的__cxa_get_globals()），可以获取当前异常的内部结构，但这种方法完全依赖编译器实现，不具备可移植性，不推荐在跨平台代码中使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者CygnusX1