分析.NET的异常处理

这篇文章主要介绍了关于.NET异常处理的思考总结，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下。

年关将至，对于大部分程序员来说，马上就可以闲下来一段时间了，然而在这个闲暇的时间里，唯有争论哪门语言更好可以消磨时光，估计最近会有很多关于java与.net的博文出现，我表示要作为一个吃瓜群众，静静的看着大佬们发表心情。

在项目开发中，对于系统和代码的稳定性和容错性都是有对应的要求。实际开发项目中的代码与样例代码的区别，更多的是在代码的运行的稳定性、容错性、扩展性的比较。因为对于实现一个功能来说，实现功能的核心代码是一样的，可能只是在写法上优化而已，但是在实现某一个操作上使用的类来说，这一点是绝大多数时候是一样的。这样看来，我们在实际开发的过程中，需要考虑的问题比较多，已经不仅仅局限于某一具体的功能实现，更多的是代码的稳定性和扩展性考虑。

一.DotNET异常的概述：

谈到异常，我们就需要知道什么叫做异常，万事万物如果我们想去学习，就应该知道我们要学习的东西是什么，这样在心里也好有一个大概的认知。异常是指成员没有完成它的名称宣称可以完成的行动。在.NET中，构造器、获取和设置属性、添加和删除事件、调用操作符重载和调用转换操作符等等都没有办法返回错误代码，但是在这些构造中又需要报告错误，那就必须提供异常处理机制。

在异常的处理中，我们经常使用到的三个块分别是：try块；catch块；finally块。这三个块可以一起使用，也可以不写catch块使用，异常处理块可以嵌套使用，具体的方法在下面会介绍到。

在异常的处理机制中，一般有三种选择：重新抛出相同的异常，向调用栈高一层的代码通知该异常的发生；抛出一个不同的异常，想调用栈高一层代码提供更丰富的异常信息；让线程从catch块的底部退出。

有关异常的处理方式，有一些指导性的建议。

1.恰当的使用finally块：

finally块可以保证不管线程抛出什么类型的异常都可以被执行，finall块一般用来做清理那些已经成功启动的操作，然后再返回调用者或者finally块之后的代码。

2.异常捕捉需适当：

为什么要适当的捕捉异常呢？如下代码，因为我们不能什么异常都去捕捉，在捕获异常后，我们需要去处理这些异常，如果我们将所有的异常都捕捉后，但是没有预见会发生的异常，我们就没有办法去处理这些异常。

如果应用程序代码抛出一个异常，应用程序的另一端则可能预期要捕捉这个异常，因此不能写成一个”大小通吃“的异常块，应该允许该异常在调用栈中向上移动，让应用程序代码针对性地处理这个异常。

在catch块中，可以使用System.Exception捕捉异常，但是最好在catch块末尾重新抛出异常。至于原因在后面会讲解到。

   try   {    var hkml = GetRegistryKey(rootKey);    var subkey = hkml.CreateSubKey(subKey);    if (subkey != null && keyName != string.Empty)     subkey.SetValue(keyName, keyValue, RegistryValueKind.String);   }   catch (Exception ex)   {    Log4Helper.Error("创建注册表错误" + ex);    throw new Exception(ex.Message,ex);   }

3.从异常中恢复：

我们在捕获异常后，可以针对性的写一些异常恢复的代码，可以让程序继续运行。在捕获异常时，需要捕获具体的异常，充分的掌握在什么情况下会抛出异常，并知道从捕获的异常类型派生出了那些类型。除非在catch块的末尾重新抛出异常，否则不要处理或捕获System.Exception异常。

4.维持状态：

一般情况下，我们完成一个操作或者一个方法时，需要调用几个方法组合完成，在执行的过程中会出现前面几个方法完成，后面的方法发生异常。发生不可恢复的异常时回滚部分完成的操作，因为我们需要恢复信息，所有我们在捕获异常时，需要捕获所有的异常信息。

5.隐藏实现细节来维持契约：

有时可能需要捕捉一个异常并重新抛出一个不同的异常，这样可以维系方法的契约，抛出的心异常类型地应该是一个具体的异常。看如下代码：

FileStream fs = null;   try   {    fs = FileStream();       }   catch (FileNotFoundException e)   {　　　　　　　　　　//抛出一个不同的异常，将异常信息包含在其中，并将原来的异常设置为内部异常    throw new NameNotFoundException();   }   catch (IOException e)   {     //抛出一个不同的异常，将异常信息包含在其中，并将原来的异常设置为内部异常    throw new NameNotFoundException();    }    finally    {    if (fs != null)     {     fs.close();    }    }

二.DotNET异常的常用处理机制：

在代码发生异常后，我们需要去处理这个异常，如果一个异常没有得到及时的处理，CLR会终止进程。在异常的处理中，我们可以在一个线程捕获异常，在另一个线程中重新抛出异常。异常抛出时，CLR会在调用栈中向上查找与抛出的异常类型匹配的catch块。如果没有任何catch块匹配抛出的异常类型，就发生一个未处理异常。CLR检测到进程中的任何线程有一个位处理异常，都会终止进程。

1.异常处理块：

(1).try块：包含代码通常需要执行一些通用的资源清理操作，或者需要从异常中恢复，或者两者都需要。try块还可以包含也许会抛出异常的代码。一个try块至少有一个关联的catch块或finall块。

(2).catch块：包含的是响应一个异常需要执行的代码。catch关键字后的圆括号中的表达式是捕获类型。捕获类型从System.Exception或者其派生类指定。CLR自上而下搜素一个匹配的catch块，所以应该教具体的异常放在顶部。一旦CLR找到一个具有匹配捕获类型的catch块，就会执行内层所有finally块中的代码，”内层finally“是指抛出异常的tey块开始，到匹配异常的catch块之间的所有finally块。

使用System.Exception捕捉异常后，可以采用在catch块的末尾重新抛出异常，因为如果我们在捕获Exception异常后，没有及时的处理或者终止程序，这一异常可能对程序造成很大的安全隐患，Exception类是所有异常的基类，可以捕获程序中所有的异常，如果出现较大的异常，我们没有及时的处理，造成的问题是巨大的。

(3).finally块：包含的代码是保证会执行的代码。finally块的所有代码执行完毕后，线程退出finally块，执行紧跟在finally块之后的语句。如果不存在finally块，线程将从最后一个catch块之后的语句开始执行。

备注：异常块可以组合和嵌套，对于三个异常块的样例，在这里就不做介绍，异常的嵌套可以防止在处理异常的时候再次出现未处理的异常，以上这些就不再赘述。

2.异常处理实例：

(1).异常处理扩展方法：

  /// <summary>  /// 格式化异常消息  /// </summary>  /// <param name="e">异常对象</param>  /// <param name="isHideStackTrace">是否隐藏异常规模信息</param>  /// <returns>格式化后的异常信息字符串</returns>  public static string FormatMessage(this Exception e, bool isHideStackTrace = false)  {   var sb = new StringBuilder();   var count = 0;   var appString = string.Empty;   while (e != null)   {    if (count > 0)    {     appString += " ";    }    sb.AppendLine(string.Format("{0}异常消息：{1}", appString, e.Message));    sb.AppendLine(string.Format("{0}异常类型：{1}", appString, e.GetType().FullName));    sb.AppendLine(string.Format("{0}异常方法：{1}", appString, (e.TargetSite == null ? null : e.TargetSite.Name)));    sb.AppendLine(string.Format("{0}异常源：{1}", appString, e.Source));    if (!isHideStackTrace && e.StackTrace != null)    {     sb.AppendLine(string.Format("{0}异常堆栈：{1}", appString, e.StackTrace));    }    if (e.InnerException != null)    {     sb.AppendLine(string.Format("{0}内部异常：", appString));     count++;    }    e = e.InnerException;   }   return sb.ToString();  }

(2).验证异常：

  /// <summary>  /// 检查字符串是空的或空的，并抛出一个异常  /// </summary>  /// <param name="val">值测试</param>  /// <param name="paramName">参数检查名称</param>  public static void CheckNullOrEmpty(string val, string paramName)  {   if (string.IsNullOrEmpty(val))    throw new ArgumentNullException(paramName, "Value can't be null or empty");  }  /// <summary>  /// 请检查参数不是空的或空的，并抛出异常  /// </summary>  /// <param name="param">检查值</param>  /// <param name="paramName">参数名称</param>  public static void CheckNullParam(string param, string paramName)  {   if (string.IsNullOrEmpty(param))    throw new ArgumentNullException(paramName, paramName + " can't be neither null nor empty");  }  /// <summary>  /// 检查参数不是无效，并抛出一个异常  /// </summary>  /// <param name="param">检查值</param>  /// <param name="paramName">参数名称</param>  public static void CheckNullParam(object param, string paramName)  {   if (param == null)    throw new ArgumentNullException(paramName, paramName + " can't be null");  }  /// <summary>  /// 请检查参数1不同于参数2  /// </summary>  /// <param name="param1">值1测试</param>  /// <param name="param1Name">name of value 1</param>  /// <param name="param2">value 2 to test</param>  /// <param name="param2Name">name of vlaue 2</param>  public static void CheckDifferentsParams(object param1, string param1Name, object param2, string param2Name)  {   if (param1 == param2) {    throw new ArgumentException(param1Name + " can't be the same as " + param2Name,     param1Name + " and " + param2Name);   }  }  /// <summary>  /// 检查一个整数值是正的（0或更大）  /// </summary>  /// <param name="val">整数测试</param>  public static void PositiveValue(int val)  {   if (val < 0)    throw new ArgumentException("The value must be greater than or equal to 0.");  }

(3).Try-Catch扩展操作:

  /// <summary>  ///  对某对象执行指定功能与后续功能，并处理异常情况  /// </summary>  /// <typeparam name="T">对象类型</typeparam>  /// <param name="source">值</param>  /// <param name="action">要对值执行的主功能代码</param>  /// <param name="failureAction">catch中的功能代码</param>  /// <param name="successAction">主功能代码成功后执行的功能代码</param>  /// <returns>主功能代码是否顺利执行</returns>  public static bool TryCatch<T>(this T source, Action<T> action, Action<Exception> failureAction,   Action<T> successAction) where T : class  {   bool result;   try   {    action(source);    successAction(source);    result = true;   }   catch (Exception obj)   {    failureAction(obj);    result = false;   }   return result;  }  /// <summary>  ///  对某对象执行指定功能，并处理异常情况  /// </summary>  /// <typeparam name="T">对象类型</typeparam>  /// <param name="source">值</param>  /// <param name="action">要对值执行的主功能代码</param>  /// <param name="failureAction">catch中的功能代码</param>  /// <returns>主功能代码是否顺利执行</returns>  public static bool TryCatch<T>(this T source, Action<T> action, Action<Exception> failureAction) where T : class  {   return source.TryCatch(action,    failureAction,    obj => { });  }  /// <summary>  ///  对某对象执行指定功能，并处理异常情况与返回值  /// </summary>  /// <typeparam name="T">对象类型</typeparam>  /// <typeparam name="TResult">返回值类型</typeparam>  /// <param name="source">值</param>  /// <param name="func">要对值执行的主功能代码</param>  /// <param name="failureAction">catch中的功能代码</param>  /// <param name="successAction">主功能代码成功后执行的功能代码</param>  /// <returns>功能代码的返回值，如果出现异常，则返回对象类型的默认值</returns>  public static TResult TryCatch<T, TResult>(this T source, Func<T, TResult> func, Action<Exception> failureAction,   Action<T> successAction)   where T : class  {   TResult result;   try   {    var u = func(source);    successAction(source);    result = u;   }   catch (Exception obj)   {    failureAction(obj);    result = default(TResult);   }   return result;  }  /// <summary>  ///  对某对象执行指定功能，并处理异常情况与返回值  /// </summary>  /// <typeparam name="T">对象类型</typeparam>  /// <typeparam name="TResult">返回值类型</typeparam>  /// <param name="source">值</param>  /// <param name="func">要对值执行的主功能代码</param>  /// <param name="failureAction">catch中的功能代码</param>  /// <returns>功能代码的返回值，如果出现异常，则返回对象类型的默认值</returns>  public static TResult TryCatch<T, TResult>(this T source, Func<T, TResult> func, Action<Exception> failureAction)   where T : class  {   return source.TryCatch(func,    failureAction,    obj => { });  }

本文没有具体介绍try，catch，finally的使用，而是给出一些比较通用的方法，主要是一般的开发者对于三个块的使用都有一个认识，就不再做重复的介绍。

三.DotNET的Exception类分析：

CLR允许异常抛出任何类型的实例，这里我们介绍一个System.Exception类：

1.Message属性：指出抛出异常的原因。

[__DynamicallyInvokable]public virtual string Message{ [__DynamicallyInvokable] get {  if (this._message != null)  {   return this._message;  }  if (this._className == null)  {   this._className = this.GetClassName();  }  return Environment.GetRuntimeResourceString("Exception_WasThrown", new object[] { this._className }); }}

由以上的代码可以看出，Message只具有get属性，所以message是只读属性。GetClassName()获取异常的类。GetRuntimeResourceString()获取运行时资源字符串。

2.StackTrace属性：包含抛出异常之前调用过的所有方法的名称和签名。

public static string StackTrace{ [SecuritySafeCritical] get {  new EnvironmentPermission(PermissionState.Unrestricted).Demand();  return GetStackTrace(null, true); }}

EnvironmentPermission()用于环境限制，PermissionState.Unrestricted设置权限状态，GetStackTrace()获取堆栈跟踪，具体看一下GetStackTrace()的代码。

internal static string GetStackTrace(Exception e, bool needFileInfo){ StackTrace trace; if (e == null) {  trace = new StackTrace(needFileInfo); } else {  trace = new StackTrace(e, needFileInfo); } return trace.ToString(StackTrace.TraceFormat.Normal);}

public StackTrace(Exception e, bool fNeedFileInfo){ if (e == null) {  throw new ArgumentNullException("e"); } this.m_iNumOfFrames = 0; this.m_iMethodsToSkip = 0; this.CaptureStackTrace(0, fNeedFileInfo, null, e);}

以上是获取堆栈跟踪方法的具体实现，此方法主要用户调试的时候。

3.GetBaseException()获取基础异常信息方法。

[__DynamicallyInvokable]public virtual Exception GetBaseException(){ Exception innerException = this.InnerException; Exception exception2 = this; while (innerException != null) {  exception2 = innerException;  innerException = innerException.InnerException; } return exception2;}

InnerException属性是内在异常，这是一个虚方法，在这里被重写。具体看一下InnerException属性。

[__DynamicallyInvokable]public Exception InnerException{ [__DynamicallyInvokable, TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")] get {  return this._innerException; }}

4.ToString()将异常信息格式化。

private string ToString(bool needFileLineInfo, bool needMessage){ string className; string str = needMessage ? this.Message : null; if ((str == null) || (str.Length <= 0)) {  className = this.GetClassName(); } else {  className = this.GetClassName() + ": " + str; } if (this._innerException != null) {  className = className + " ---> " + this._innerException.ToString(needFileLineInfo, needMessage) + Environment.NewLine + " " + Environment.GetRuntimeResourceString("Exception_EndOfInnerExceptionStack"); } string stackTrace = this.GetStackTrace(needFileLineInfo); if (stackTrace != null) {  className = className + Environment.NewLine + stackTrace; } return className;}

在此方法中，将获取的异常信息进行格式化为字符串，this.GetClassName() 获取异常类的相关信息。

[TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")]public __DynamicallyInvokableAttribute(){}

四.总结：

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