關於.NET異常處理的思考（上）
- 黄舟原創
- 2017-02-06 14:43:141246瀏覽
在專案開發中，對於系統和程式碼的穩定性和容錯性都是有對應的要求。實際開發專案中的程式碼與範例程式碼的差別，更多的是在程式碼的運作的穩定性、容錯性、擴展性的比較。
因為對於實現一個功能來說，實現功能的核心代碼是一樣的，可能只是在寫法上優化而已，但是在實現某一個操作上使用的類來說，這一點是絕大多數時候是一樣的。
這樣看來，我們在實際開發的過程中，需要考慮的問題比較多，已經不僅僅局限於某一具體的功能實現，更多的是代碼的穩定性和擴展性考慮。
以上是在實際開發中需要面對的問題，筆者在最近的博文中，也在考慮這個異常到底需要怎麼去寫，以及異常到底需要怎麼去理解，在博文中，也有不少的園友對異常的寫法和處理提出了自己的意見，在這裡我就寫一下自己的一些理解，可能寫的比較淺顯和粗略，但是只當是一個引子，可以引出大佬們來談談自己的實際項目經驗。希望對大家有一個幫助，也歡迎大家提出自己的想法和意見，分享自己的知識和見解。
一.DotNET異常的概述
談到異常，我們就需要知道什麼叫做異常，萬事萬物如果我們想去學習，就應該知道我們要學習的東西是什麼，這樣在心裡也好有一個大概的認知。異常是指成員沒有完成它的名稱宣稱可以完成的行動。
在.NET中，構造器、取得和設定屬性、新增和刪除事件、呼叫運算子重載和呼叫轉換運算子等等都沒有辦法傳回錯誤碼，但是在這些建構中又需要回報錯誤，那就必須提供異常處理機制。
在異常的處理中，我們常用的三個區塊分別是：try區塊；catch區塊；finally區塊。這三個區塊可以一起使用，也可以不寫catch區塊使用，異常處理區塊可以巢狀使用，具體的方法在下面會介紹到。
在異常的處理機制中，一般有三種選擇：重新拋出相同的異常，向調用棧高一層的程式碼通知該異常的發生；拋出一個不同的異常，想調用棧高一層代碼提供更豐富的異常資訊；讓執行緒從catch區塊的底部退出。
有關異常的處理方式，有一些指導性的建議。
1.恰當的使用finally塊
finally塊可以保證不管線程拋出什麼類型的異常都可以被執行，finall塊一般用來清理那些已經成功啟動的操作，然後再返回調用者或者finally塊之後的程式碼。
2.異常捕捉需適當
為什麼要適當的捕捉異常呢？如下程式碼，因為我們不能什麼異常都去捕捉，在捕獲異常後，我們需要去處理這些異常，如果我們將所有的異常都捕捉後，但是沒有預見會發生的異常，我們就沒有辦法去處理這些異常。
如果應用程式程式碼拋出一個異常，應用程式的另一端則可能預期要捕捉這個異常，因此不能寫成一個」大小通吃「的異常塊，應該允許該異常在調用棧中向上移動，讓應用程式碼針對性地處理這個異常。
在catch區塊中，可以使用System.Exception捕捉異常，但是最好在catch區塊末尾重新拋出異常。至於原因在後面會講解到。
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.從異常中恢復
我們在捕獲異常後，可以針對性的寫一些異常恢復的程式碼，可以讓程式繼續運行。在捕獲異常時，需要捕獲特定的異常，充分的掌握在什麼情況下會拋出異常，並知道從捕獲的異常類型派生出了那些類型。除非在catch區塊的末端重新拋出異常，否則不要處理或捕獲System.Exception異常。
4.維持狀態
一般情況下，我們完成一個操作或一個方法時，需要呼叫幾個方法組合完成，在執行的過程中會出現前面幾個方法完成，後面的方法發生異常。發生不可恢復的異常時回滾部分完成的操作，因為我們需要恢復訊息，所有我們在捕獲異常時，需要捕獲所有的異常信息。
5.隱藏實現細節來維持契約
有時可能需要捕捉一個異常並重新拋出一個不同的異常，這樣可以維繫方法的契約，拋出的心異常類型地應該是一個具體的異常。看如下程式碼：
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();
}
}以上的程式碼只是在說明一種處理方式。應該讓拋出的所有異常都沿著方法的調用棧向上傳遞，而不是把他們”吞噬“了之後拋出一個新的異常。如果類型建構器拋出一個異常，且該異常未在類型建構器方法中捕獲，CLR就會在內部捕獲該異常，並改為拋出新的TypeInitialztionException。
二.DotNET異常的常用處理機制
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。
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