许久以后，你会感谢自己写的异常处理代码
来源：公众号【鱼鹰谈单片机】
作者：鱼鹰Osprey
ID ：emOsprey
很多时候，我们因为关注最终的结果，而总是忽略其它的情况。所以我们写的代码并不是那么的健壮。
这篇文章属于程序员内功修炼，值得一看。
写代码的时候，有几个阶段可以参考一下（鱼鹰经历并总结）：
阶段一：只要最终的结果
处于这个阶段的一般都是初学者，眼里只有一个目标，那就是程序运行成功，从不考虑其他因素。
比如一个简单的 SPI 驱动程序，最终的目标只要一个，通信成功。所以当需要延时时就会采用死等方式等待结果，而不会考虑其他可能出现的结果，比如因为某种原因导致引脚电平被持续一个电平不变，导致死循环；比如因为你的延时，导致其他人功能无法及时处理。
这个时候的思考总是过于理想化，不是因为自己太理想，太乐观，而是因为没有足够的经历告诉你，这样写是有问题的。
因为没有经历过，所以初学者也就考虑不了那么多，所以你看初学者的代码会很简单，是一条直线，逻辑很清晰，没有岔路。
阶段二：做一些常见的异常处理
随着经历越多（不管是网上看到的还是自己经历的），渐渐地，自己的代码变得多了一些，功能还是那个功能，只是这时候的你考虑的更多，更全面，你渐渐的增加了各种异常处理。
比如你不再使用死等方式延时，而是增加了一个等待时间的超时处理；又比如你写的程序不再只有if里面的内容（条件为真），还有else（条件为假）。
这个时候的你眼里不再只有最终的结果，还有在运行过程中可能出现的其他情况，并且会对这些情况做处理。
阶段三：怀疑一切
这个阶段的你不再相信任何东西了，即使它是那么的可靠。
你总是在函数开始处检查传入的参数（如果有的话），判断指针是否为空，判断数据是否在需要的范围内，等等。
总是在使用指针、数组的时候小心翼翼，深怕一不小心就越界了，而这种BUG只有经历的人才懂到底有多难查。
总是在异常的地方做出一些动作，如返回错误代号、如打印错误消息等。
不管怎样，在出现问题后，你总是能够快速的定位问题，而这，得益于你对异常的处理。
阶段四：做好善后工作
阶段三可能让你很快的定位问题，但是一旦出现问题，程序还是无法正常执行下去，比如申请的资源（内存、信号量等）没释放，又比如关闭的中断在异常后未重新打开等等。
所以异常处理代码除了能很快定位BUG外，还要做好善后处理，这样才能让程序健壮的一直运行下去。
鱼鹰曾在《代码写完了，你要花多少时间测试？》一文中介绍了一些调试方法，今天，继续更深入的探讨。
（uCOS II代码片段）
很多人其实不明白，为什么一定要在函数开头检查参数，这不是很浪费时间的吗（从上面可以看到，参数检查有时候比真正需要执行的代码还要多）？不说指针，就说一些普通变量，为什么要检查？检查的意义又在哪里？
浪费时间？
首先说说浪费时间的问题，确实，因为总是在开头检查参数，会浪费CPU的时间（鱼鹰一开始也非常不喜欢），但是当你经历了各种难查的BUG之后，你会发现，这点时间还是浪费的起。
而事实上，软件开发一般都会有两个版本，一个是Debug版本，一个是Release版本，只要通过宏进行控制，那么就可以在稳定之后，不再检查这些参数了。
但是有些重要的数据，即使稳定了，也不能放弃对它的检查，否则一旦出现问题，就是灾难。
所以在检查时，还要考虑这些检查是否在Release版本也是需要的，即按重要性分开检查。
为什么要检查？检查的意义又在哪里？
这些检查就像是函数的护城河，保证即使参数错误，也不会导致异常问题，比如数组越界，计算出错等。
那么我们要问了，参数怎么会错误，代码都是固定死的，有经验的都知道，参数是保存在栈或寄存器的，怎么会错呢？
你说内存数据保存时有问题？保存时为1，读出时为0？
别逗了，如果真是这样，那还怎么玩？程序根本没办法跑好吧（遇到强干扰可能会出现这种情况，甚至可能CPU执行流程都是乱的，最终只能重启，这个鱼鹰倒还没遇到过）。
我们可以认为存在RAM和FLASH的数据在存储和读取方面没有问题，那么又是什么导致了参数出错呢？
栈溢出
前面说过，参数有可能保存在栈里面，如果有些栈溢出了，参数被破坏也就可以理解了。（关于栈，可参考笔记《今天，你的栈溢出了吗？》）
数组越界、野指针等指针问题
一旦越界，那么产生的破坏力不可想象。
所谓越界，就是修改了不属于你的变量。比如一个数组，你操作了数组外的数据（不管是数组前面的还是数组后面的）。
而越界根据位置又可以分为三种情况。
第一种，栈（stack），比如你在栈里面申请了一个数组，越界了，那么修改的就是栈内容。
第二种：堆（Heap）。你通过malloc申请的内存，如果操作失误，那么就会修改不属于你的空间。
第三种。全局变量（data）。如果操作失误，也会出现问题。
其实，越界这种问题不一定就只会修改这些单独的区域，可能是两个区、三个区一起修改了，毕竟指针可不管修改的地址到底属于哪个区，还有一种是野指针导致的异常操作，那么它修改的位置只有鬼知道了（鬼好像不懂程序）。
比如你申请了一个数组，通过传入的参数修改数据，如果不限制参数大小，你确定它不会把你数组后所有的内存都给清零？！
如果硬要为上面三种情况划分处理难度等级，那么最容易也最快解决的就是全局变量的修改，为什么？因为地址比较固定，而ARM内核有神器处理这种情况，如果出现概率高的话，一查一个准，所以鱼鹰都不怎么苦恼这种问题。
最难解决的是堆的修改，这种问题比栈更难找。原因就在于，内存动态申请和释放，可能这次修改的是这个位置，没出现问题，下次修改另一个地址，就出现了问题，这种是最难查的。而栈的空间一般不会太大，而且他的存取都是有规律的，要稍微好查一些。
可能你会问，参数会保存在寄存器里面，那么寄存器的数据有可能被异常修改吗？
异常修改的可能性很小，因为对于C语言而言，寄存器是透明的，用户很难操作这个。
但是，虽然说参数传入之后被修改的可能性很小，但是传入前修改的可能性还是很大的，比如你传入的参数是一个全局变量，那么这个全局变量是可能被异常修改的啊！
所以，参数检查，是一个健壮程序必须要有的，这是防止产生重大问题最重要的护城河。而越早检查出问题，那么越容易定位问题。
蝴蝶效应大家都知道，千里之堤毁于蚁穴大家也知道，用在程序里面也是很合适的。
可能你会说，我对自己有信心，我的技术杠杠的，绝对不会出问题。
真的是这样吗？
第一、时间久了自己都忘了。
工作时，常常完成了一个项目，下一个项目马上来了，如果老项目需要维护，不需要一两年，只要一两个月，如果你没有参数检查、异常处理的好习惯，一旦你修改了代码，那么很可能因为某些疏忽，导致难以发现的BUG，而解决这些BUG的时间，比你写这些异常处理代码更多。
但是在你刚开始写这份代码的时候，因为思路清晰，考虑的比较多，有哪些异常很清楚，那么很容易写出那些异常处理代码。
就比如鱼鹰去年写了一份通过位绑定地址，批量配置引脚的时钟、寄存器信息的代码，那么今年再复用代码的时候，因为自己的疏忽，很可能需要大量的时间解决BUG，那我写这份代码的意义就不存在了（写这份代码就是为了在标准库中通过端口和引脚号快速配置引脚），而如果说，一旦因为疏忽导致的问题，程序会自动帮你检查，那么解决问题就很快了。
第二、维护。
不管是别人维护，还是自己维护，当项目需要更改需求时，如果因为某些疏忽，导致了BUG，那么解决起来费时费力，而且即使你这次解决了，难道下次还要重蹈覆辙吗？
第三、合作开发
一个项目可能不是一个人完成的，而是多人合作。而每个人的水平有高有低，你敢说别人不会写出有问题的代码？你敢说自己一定不会写出有问题的代码？
而且即使别人没有写出BUG，但因为某些原因，需要修改或屏蔽你的代码，如果你的代码能自动提醒出这些异常，那么定位问题也就不难了。
而鱼鹰为什么写代码的时间会比测试长，除了掌握大量的调试技巧外，就是因为在写的时候，会考虑很多，并且这些考虑，大部分会以代码的形式存在，少量的会以注释或者#warning、#error 形式存在，而其中，最好的方式是代码形式，因为它能保证程序正常运行，即使不能正常运行，也应该打印消息以提醒用户问题在何处。
所以，鱼鹰总是很庆幸自己当初花了不少时间去写异常处理代码，而这些代码，如果需要事后弥补的话，相信花的时间会更多（定位问题、回想当初自己如何思考、补充异常处理代码，这些都要时间）。
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-THE END-
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