CLR如何将SEH异常映射到托管异常类型

托管异常处理构建在Windows操作系统的结构化异常处理之上，通常称为SEH。这意味着CLR了解如何在SEH和托管异常系统之间进行互操作，这是一个非常关键的点，因为SEH基于异常代码的概念，而托管异常处理则表示使用托管类型的异常。CLR相应地将SEH异常映射到托管异常，具体取决于引发SEH异常的方式和引发者。

注意：下面的讨论重点是运行在Windows操作系统上的桌面CLR。虽然讨论的目的是帮助理解这个概念，但是它使用了一些将来可能会改变的实现细节来说明。

托管代码中的同步异常(Synchronous exceptions)

当托管代码使用throw关键字引发异常时，它已经实例化了一个托管异常对象，该对象将表示引发的异常。这将传递给CLR，CLR在线程上设置一些与异常相关的状态，并调用Kernel32的RaiseException API来引发托管异常。此API的第一个参数是引发异常的SEH异常代码，CLR传递0xE0434F4D（托管异常SEH代码）。

这时，操作系统进入处理场景，开始在引发异常的线程堆栈上寻找SEH异常处理程序。CLR将其函数之一注册为OS的异常处理程序，以处理托管代码引起的异常。当它看到CLR SEH异常代码时，它知道正在引发托管异常，并继续查找线程状态以检索与异常相关的详细信息（例如，标识表示引发异常的托管异常对象）。

因此，在同步托管抛出的情况下，很容易将SEH异常映射到托管异常类型。

托管代码中的异步异常(Asynchronous exceptions)

简单地说，异步异常是在没有显式抛出的情况下引发的异常。如果执行算术操作（例如除以零异常）或使用可能导致访问冲突（AV）等异常的不安全托管代码，则在托管代码中可能会发生这种情况。异步异常的有趣之处在于，它们是使用它们唯一的SEH异常代码来表示的。例如AV用0xc000005表示，除以0（整数）用0xC0000094表示，除以0（浮点数）用0xC000008E表示，这里列出了常见的异常，异常代码值可以在WinNT.h中找到。

当在托管代码中引发此类异常时，操作系统再次开始在引发异常的线程堆栈上查找异常处理程序。当调用CLR的异常处理程序时，它知道所讨论的异常不是托管代码同步抛出的，因为异常代码不是CLR SEH异常代码。因此，它不再查找与异常相关的详细信息的线程状态，而是将SEH异常映射到一个托管异常类型。例如，除以零异常（整数和浮点）使用System.DivideByZeroException表示。

同样，当在托管代码中生成真正的AV时，它的异常代码为0xc000005。由于托管代码具有空引用的概念，因此运行时很少再进行检查来确定AV是否表示尝试使用空引用。如果是，则映射到System.NullReferenceException。否则，它将映射到System.AccessViolationException类型（在v2.0和更高版本的运行时中）。

在Native代码中引发异常

CLR查看SEH异常的另一种方式是，托管代码使用平台调用服务（简称PInvoke）等机制调用Native代码。

在下面的示例中，堆栈自上而下增长，蓝色框架表示托管代码，而红色框架表示Native代码：

假设Zoo抛出了一个未在其中处理的Native异常，则该异常将向上传播，因为OS沿着堆栈向上移动，寻找异常的潜在处理程序。在这种情况下，由于堆栈上的下一个帧是Bar，而Bar是受管理的，因此操作系统最终会调用CLR的异常处理程序。由于SEH异常来自Native代码，因此它可能有任何异常代码。例如，它可以是一个C++异常（它具有SEH 0X06D7363的异常代码），或者它可以是一个特定于应用程序的SEH异常代码。关键在于CLR不知道存在的所有SEH异常代码（并且将来会被创建）。从映射到特定托管异常类型的角度来看，只有现有的子集是有意义的。

因此，当CLR的异常处理程序看到Native异常时，它将尝试将最常见的SEH异常代码映射到它们相应的托管异常类型（如前面用一些示例解释的那样）。对于运行时未标识的任何其他SEH异常代码，它将映射到System.runtime.InteropServices.SEH exception类型。

接下来会发生什么？

当操作系统从特定SEH异常的抛出点为堆栈上的第一个托管帧调用CLR的异常处理程序（假设堆栈上没有上下文转换）时，此映射仅完成一次。
由于此映射是基于SEH异常代码完成的，因此CLR知道给定的托管异常实例是否表示真正的Native SEH异常。例如，CLR知道System.AccessViolationException实例是否表示真正的AV或是托管代码引发的常规托管异常。为什么这很重要？好吧，当CLR确定了异常的损坏严重性时，它就会这样做！

映射完成后，CLR将开始查找异常处理程序的常规异常处理过程。