C++异常处理中nested stack unwinding（嵌套栈展开）何时合法

首先纠正一个普遍存在的认知偏差：C++标准从未完全禁止析构函数抛出异常，真正被禁止的是「栈展开流程进行过程中，异常从析构函数向外逃逸未被捕获」的行为。你提供的示例代码可以正常运行，本质是因为内层抛出的异常没有逃出析构函数的作用域，这类局部的嵌套栈展开是完全符合标准定义的。

核心判定规则 #

要搞清楚合法边界，首先要明确两个基础概念：

• 栈展开的触发时机：当一个异常被抛出后，运行时会沿着调用栈向上查找匹配的catch块，这个过程中会按构造逆序销毁路径上所有栈上的自动存储期对象，这个销毁流程就是栈展开。
• 嵌套栈展开：指已经存在一个未被捕获的活跃异常（即std::uncaught_exceptions()返回值大于0）时，又抛出新异常，触发第二层栈展开流程。

嵌套栈展开只要满足新抛出的异常不会逃逸到触发内层异常的局部作用域之外，不会和外层未捕获的活跃异常产生冲突，就是完全合法、可以正常工作的，具体包含以下场景：

• 内层异常在触发它的调用链内部就被完全捕获，没有传播到正在执行外层栈展开的析构函数外部。你给出的示例就属于这类情况：Bar析构函数中调用清理函数抛出的异常，顺着level2->level1->清理函数的调用链向上传播，直接在析构函数的try/catch块中被捕获处理，内层异常触发的栈展开只覆盖了这几个内层调用，到catch块就终止了，根本不会干扰外层针对Foo1中抛出异常的栈展开流程。这个过程中std::uncaught_exceptions()的计数会在内层异常抛出时临时+1，内层异常被捕获后立刻回到原有值，外层栈展开可以无冲突继续执行。
• 程序处于正常执行流程、没有正在进行的外层栈展开时，任何符合异常抛出规则的嵌套异常处理都是合法的。也就是说如果析构函数不是因为栈展开被调用，而是正常对象离开作用域被调用，此时哪怕析构函数内部抛出异常、触发多层栈展开，只要上层有匹配的catch块做处理，行为都是明确定义的——只是这种写法极度不推荐，因为你无法保证对应类型的对象永远不会在栈展开流程中被销毁。
• C++11及之后的版本中，显式标记为noexcept(false)的析构函数，只要不违反「栈展开期间不向外逃逸未捕获异常」的规则，其内部的嵌套异常处理同样是合法的。

明确禁止的违规场景 #

只要满足以下任意一种情况，运行时会直接调用std::terminate终止程序，属于标准明确的非法行为：

当std::uncaught_exceptions()返回值大于0（即存在未捕获的活跃外层异常）时，新抛出的异常没有在析构函数（或栈展开流程中调用的其他函数）内部被捕获，直接向外逃逸。

这种场景下运行时会同时面对两个都没有找到捕获点的活跃异常，没有规则定义该优先传播哪个异常、该如何继续栈展开，因此标准直接选择终止程序规避歧义。

你提供的合法示例代码如下：

#include <stdexcept>
#include <string>
#include <stdio.h>

void some_cleanup_stuff_that_may_throw();

class Bar
{
public:
    virtual ~Bar(){
        try {
            some_cleanup_stuff_that_may_throw();
        }
        catch (std::exception& e){
            fprintf(stderr, "Exception: %s from %s\n", e.what(), __FUNCTION__);
        }
    }

};

//{{ implementation of 'some_cleanup_stuff_that_may_throw'
void level1();
void level2();

void some_cleanup_stuff_that_may_throw()
{
    level1();
}


void level1()
{
    level2();
}

void level2()
{
    throw std::runtime_error("Yes thrown when stack unwinding");
}

//}} implementation of 'some_cleanup_stuff_that_may_throw'



void Foo1()
{
    Bar b1;
    throw std::runtime_error("Let's start stack unwinding");
}

int main()
{ 
    try {
        Foo1();
    }
    catch (std::exception& e){
        fprintf(stderr, "Exception: %s from %s\n", e.what(), __FUNCTION__);
    }
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者grizzlybears