ในด้านการคำนวณและ การเขียน โปรแกรมคอมพิวเตอร์การจัดการข้อยกเว้นคือกระบวนการตอบสนองต่อการเกิดข้อยกเว้นซึ่งเป็นสภาวะผิดปกติหรือพิเศษที่ต้องได้รับการประมวลผลเป็นพิเศษ ในระหว่างการทำงานของโปรแกรมโดยทั่วไปแล้ว ข้อยกเว้นจะหยุดการทำงานตามปกติและเรียกใช้ตัวจัดการข้อยกเว้น ที่ลงทะเบียนไว้ล่วงหน้า รายละเอียดของวิธีการดำเนินการนั้นขึ้นอยู่กับว่าเป็น ข้อยกเว้น ของฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์และวิธีการใช้งานข้อยกเว้นของซอฟต์แวร์

ข้อยกเว้นถูกกำหนดโดยชั้นต่างๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ และชั้นทั่วไปได้แก่การขัดจังหวะที่กำหนดโดยCPU สัญญาณที่ กำหนดโดย ระบบปฏิบัติการ (OS) และ ข้อยกเว้นที่กำหนดโดย ภาษาโปรแกรมแต่ละชั้นต้องการวิธีการจัดการข้อยกเว้นที่แตกต่างกัน แม้ว่าอาจมีความสัมพันธ์กัน เช่น การขัดจังหวะของ CPU อาจถูกแปลงเป็นสัญญาณของระบบปฏิบัติการ ข้อยกเว้นบางอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อยกเว้นด้านฮาร์ดแวร์ อาจได้รับการจัดการอย่างราบรื่นจนการทำงานสามารถกลับมาดำเนินการต่อจากจุดที่หยุดไป

นิยามของข้อยกเว้นนั้นอิงตามการสังเกตว่าแต่ละขั้นตอนมีเงื่อนไขเบื้องต้นซึ่งเป็นชุดของสถานการณ์ที่จะทำให้ขั้นตอนนั้นสิ้นสุดลง "ตามปกติ" ^{[ 1 ]}กลไกการจัดการข้อยกเว้นช่วยให้ขั้นตอนสามารถยกข้อยกเว้น^{[ 2 ]} ได้ หากเงื่อนไขเบื้องต้นนี้ถูกละเมิด^{[ 1 ]}ตัวอย่างเช่น หากขั้นตอนถูกเรียกใช้ด้วยชุดอาร์กิวเมนต์ที่ผิดปกติ จากนั้นกลไกการจัดการข้อยกเว้นจะจัดการกับข้อยกเว้นนั้น^{[ 3 ]}

เงื่อนไขเบื้องต้นและคำจำกัดความของข้อยกเว้นเป็นเรื่องอัตวิสัย ชุดของสถานการณ์ "ปกติ" ถูกกำหนดโดยโปรแกรมเมอร์ทั้งหมด เช่น โปรแกรมเมอร์อาจถือว่าการหารด้วยศูนย์ไม่นิยาม ดังนั้นจึงเป็นข้อยกเว้น หรือคิดค้นพฤติกรรมบางอย่าง เช่น การส่งคืนค่าศูนย์หรือค่า "ZERO DIVIDE" พิเศษ (เพื่อหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการใช้ข้อยกเว้น) ^{[ 4 ]}ข้อยกเว้นทั่วไป ได้แก่ อาร์กิวเมนต์ที่ไม่ถูกต้อง (เช่น ค่าอยู่นอกขอบเขตของฟังก์ชัน ) ^{[ 5 ]}ทรัพยากรไม่พร้อมใช้งาน (เช่น ไฟล์หายไป^{[ 6 ]}ข้อผิดพลาดของไดรฟ์เครือข่าย^{[ 7 ]}หรือข้อผิดพลาดหน่วยความจำไม่เพียงพอ^{[ 8 ]} ) หรือรูทีนตรวจพบสภาวะปกติที่ต้องได้รับการจัดการเป็นพิเศษ เช่น ความสนใจ สิ้นสุดไฟล์^{[ 9 ]}แรงกดดันทางสังคมมีอิทธิพลอย่างมากต่อขอบเขตของข้อยกเว้นและการใช้กลไกการจัดการข้อยกเว้น เช่น "ตัวอย่างการใช้งาน ซึ่งโดยทั่วไปจะพบได้ในไลบรารีหลัก และตัวอย่างโค้ดในหนังสือทางเทคนิค บทความในนิตยสาร และฟอรัมสนทนาออนไลน์ และในมาตรฐานโค้ดขององค์กร" ^{[ 10 ]}

การจัดการข้อยกเว้นช่วยแก้ปัญหาเซมิเพรดิเคทได้เนื่องจากกลไกนี้แยกแยะค่าส่งคืนปกติออกจากค่าที่ผิดพลาด ในภาษาที่ไม่มีการจัดการข้อยกเว้นในตัว เช่น C รูทีนจะต้องส่งสัญญาณข้อผิดพลาดด้วยวิธีอื่น เช่นรหัสส่งคืน ทั่วไป และรูปแบบerrno ^{[ 11 ]}เมื่อพิจารณาในมุมกว้าง ข้อผิดพลาดสามารถถือได้ว่าเป็นส่วนย่อยที่เหมาะสมของข้อยกเว้น^{[ 12 ]}และกลไกข้อผิดพลาดที่ชัดเจน เช่น errno สามารถถือได้ว่าเป็นรูปแบบ (ละเอียด) ของการจัดการข้อยกเว้น^{[ 11 ]}คำว่า "ข้อยกเว้น" เป็นที่นิยมมากกว่า "ข้อผิดพลาด" เพราะไม่ได้หมายความว่ามีสิ่งใดผิดปกติ - เงื่อนไขที่ขั้นตอนหรือโปรแกรมเมอร์คนหนึ่งมองว่าเป็นข้อผิดพลาด อาจไม่ได้ถูกมองเช่นนั้นโดยคนอื่น^{[ 13 ]}

คำว่า "ข้อยกเว้น" อาจทำให้เข้าใจผิดได้ เพราะความหมายโดยนัยของคำว่า "ความผิดปกติ" บ่งชี้ว่าการยกข้อยกเว้นนั้นผิดปกติหรือไม่ธรรมดา^{[ 14 ]}ในขณะที่ความจริงแล้วการยกข้อยกเว้นอาจเป็นสถานการณ์ปกติและธรรมดาในโปรแกรม^{[ 13 ]}ตัวอย่างเช่น สมมติว่าฟังก์ชันค้นหาสำหรับอาร์เรย์แบบเชื่อมโยงจะโยนข้อยกเว้นหากคีย์ไม่มีค่าที่เกี่ยวข้อง ขึ้นอยู่กับบริบท ข้อยกเว้น "คีย์หายไป" นี้อาจเกิดขึ้นบ่อยกว่าการค้นหาที่สำเร็จมาก^{[ 15 ]}

การจัดการข้อยกเว้นฮาร์ดแวร์ครั้งแรกพบในUNIVAC Iตั้งแต่ปี 1951 การโอเวอร์โฟลว์ทางคณิตศาสตร์จะดำเนินการคำสั่งสองคำสั่งที่แอดเดรส 0 ซึ่งสามารถถ่ายโอนการควบคุมหรือแก้ไขผลลัพธ์ได้^{[ 16 ]} การจัดการข้อยกเว้นซอฟต์แวร์ได้รับการพัฒนาในช่วงทศวรรษ 1960 และ 1970 ต่อมาการจัดการข้อยกเว้นได้รับการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในภาษาโปรแกรมหลายภาษาตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นไป

ไม่มีข้อตกลงที่ชัดเจนเกี่ยวกับความหมายที่แน่นอนของข้อยกเว้นในส่วนที่เกี่ยวกับฮาร์ดแวร์^{[ 17 ]}จากมุมมองของการใช้งาน จะได้รับการจัดการเหมือนกับการขัดจังหวะ กล่าวคือ โปรเซสเซอร์จะหยุดการทำงานของโปรแกรมปัจจุบัน ค้นหาตัวจัดการการขัดจังหวะในตารางเวกเตอร์การขัดจังหวะสำหรับข้อยกเว้นหรือเงื่อนไขการขัดจังหวะนั้น บันทึกสถานะ และสลับการควบคุม

การจัดการข้อยกเว้นใน มาตรฐาน เลขทศลอยIEEE 754 โดยทั่วไปหมายถึงสภาวะผิดปกติ และกำหนดนิยามของข้อยกเว้นว่า "เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อการดำเนินการกับตัวถูกดำเนินการบางตัวไม่มีผลลัพธ์ที่เหมาะสมสำหรับทุกการใช้งานที่สมเหตุสมผล การดำเนินการนั้นอาจส่งสัญญาณข้อยกเว้นอย่างน้อยหนึ่งรายการโดยการเรียกใช้การจัดการเริ่มต้น หรือหากมีการร้องขออย่างชัดเจน การจัดการทางเลือกที่กำหนดโดยภาษา"

โดยค่าเริ่มต้น ข้อยกเว้น IEEE 754 สามารถดำเนินการต่อได้และจัดการโดยการแทนที่ค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้าสำหรับข้อยกเว้นต่างๆ เช่น ค่าอนันต์สำหรับข้อยกเว้นการหารด้วยศูนย์ และจัดเตรียมแฟล็กสถานะสำหรับการตรวจสอบในภายหลังว่าเกิดข้อยกเว้นขึ้นหรือไม่ (ดูการแก้ไขภาษา C C99สำหรับตัวอย่างทั่วไปของการจัดการข้อยกเว้น IEEE 754) รูปแบบการจัดการข้อยกเว้นที่เปิดใช้งานโดยการใช้แฟล็กสถานะประกอบด้วย: ขั้นแรกคำนวณนิพจน์โดยใช้การใช้งานที่รวดเร็วและตรงไปตรงมา ตรวจสอบว่าล้มเหลวหรือไม่โดยการทดสอบแฟล็กสถานะ และจากนั้น หากจำเป็น ให้เรียกใช้การใช้งานที่ช้ากว่าแต่มีความทนทานต่อตัวเลขมากกว่า^{[ 18 ]}

มาตรฐาน IEEE 754 ใช้คำว่า "trapping" เพื่ออ้างถึงการเรียกใช้รูทีนการจัดการข้อยกเว้นที่ผู้ใช้กำหนดไว้เมื่อเกิดเงื่อนไขพิเศษ และเป็นคุณลักษณะเสริมของมาตรฐาน มาตรฐานแนะนำสถานการณ์การใช้งานหลายอย่างสำหรับสิ่งนี้ รวมถึงการใช้งานการแทนที่ค่าล่วงหน้าที่ไม่ใช่ค่าเริ่มต้นตามด้วยการดำเนินการต่อ เพื่อจัดการกับความผิดปกติที่กำจัดได้แบบ กระชับ ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

พฤติกรรมการจัดการข้อยกเว้น IEEE 754 ตามค่าเริ่มต้นของการดำเนินการต่อหลังจากการแทนที่ค่าเริ่มต้นช่วยหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงการไหลของการควบคุมโปรแกรมเมื่อเกิดข้อยกเว้นทางตัวเลข ตัวอย่างเช่น การ ปล่อยยาน อวกาศคลัสเตอร์ ในปี 1996 จบลงด้วยการระเบิดครั้งใหญ่ ซึ่งส่วนหนึ่งเป็นผลมาจาก นโยบายการจัดการข้อยกเว้นของ Adaที่ยกเลิกการคำนวณเมื่อเกิดข้อผิดพลาดทางคณิตศาสตร์วิลเลียม คาฮานอ้างว่าพฤติกรรมการจัดการข้อยกเว้น IEEE 754 ตามค่าเริ่มต้นจะช่วยป้องกันเหตุการณ์นี้ได้^{[ 19 ]}

เฟรมเวิร์ก การพัฒนาเว็บฝั่งหน้าบ้านเช่นReactและVueได้นำกลไกการจัดการข้อผิดพลาดมาใช้ โดยข้อผิดพลาดจะแพร่กระจายขึ้นไปตาม ลำดับชั้นของส่วนประกอบ ส่วนติดต่อผู้ใช้ (UI) ในลักษณะที่คล้ายคลึงกับวิธีที่ข้อผิดพลาดแพร่กระจายขึ้นไปตามสแต็กการเรียกในโค้ดที่กำลังดำเนินการ^{[ 21 ] [ 22 ]}ในที่นี้ กลไกขอบเขตข้อผิดพลาดทำหน้าที่คล้ายกับกลไก try-catch ทั่วไป ดังนั้นส่วนประกอบจึงสามารถมั่นใจได้ว่าข้อผิดพลาดจากส่วนประกอบย่อยจะถูกดักจับและจัดการ และจะไม่แพร่กระจายขึ้นไปยังส่วนประกอบหลัก

ตัวอย่างเช่น ในVue.jsคอมโพเนนต์จะดักจับข้อผิดพลาดโดยการใช้งานerrorCaptured

Vue.component('parent',{template: '<div><slot></slot></div>',errorCaptured:(err,vm,info)=>alert('An error occurred'); }) Vue.component('child',{template: '<div>{{cause_error()}}</div>' }) 

เมื่อใช้ในรูปแบบนี้ในมาร์กอัป:

< ผู้ปกครอง> < บุตร> ></ บุตร> </ ผู้ปกครอง>

ข้อผิดพลาดที่เกิดจากส่วนประกอบย่อยจะถูกตรวจจับและจัดการโดยส่วนประกอบหลัก^{[ 23 ]}

• ความผิดพลาดสามครั้ง
• การตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล
• ระบบเอฟเฟกต์