关于.NET异常处理的思考
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。
以上的废话说的够多了，这里就不再废话了，还是切入正题吧。
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。
以上是在实际开发中需要面对的问题，笔者在最近的博文中，也在考虑这个异常到底需要怎么去写，以及异常到底需要怎么去理解，在博文中，也有不少的园友对异常的写法和处理提出了自己的意见，在这里我就写一下自己的一些理解，可能写的比较浅显和粗略，但是只当是一个引子，可以引出大佬们来谈谈自己的实际项目经验。希望对大家有一个帮助，也欢迎大家提出自己的想法和意见，分享自己的知识和见解。
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。
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try
{
varhkml=GetRegistryKey(rootKey);
varsubkey=hkml.CreateSubKey(subKey);
if(subkey!=null&&keyName!=string.Empty)
subkey.SetValue(keyName,keyValue,RegistryValueKind.String);
}
catch(Exceptionex)
{
Log4Helper.Error("创建注册表错误"+ex);
thrownewException(ex.Message,ex);
}
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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：
复制代码
FileStreamfs=null;
try
{
fs=FileStream();
}
catch(FileNotFoundExceptione)
{
//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
thrownewNameNotFoundException();
}
catch(IOExceptione)
{
//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
thrownewNameNotFoundException();
}
finally
{
if(fs!=null)
{
fs.close();
}
}
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以上的代码只是在说明一种处理方式。应该让抛出的所有异常都沿着方法的调用栈向上传递，而不是把他们”吞噬“了之后抛出一个新的异常。如果一个类型构造器抛出一个异常，而且该异常未在类型构造器方法中捕获，CLR就会在内部捕获该异常，并改为抛出一个新的TypeInitialztionException。
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：
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///
///格式化异常消息
///
///异常对象
///是否隐藏异常规模信息
///格式化后的异常信息字符串
publicstaticstringFormatMessage(thisExceptione,boolisHideStackTrace=false)
{
varsb=newStringBuilder();
varcount=0;
varappString=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;
}
returnsb.ToString();
}
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(2).验证异常：
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///
///检查字符串是空的或空的，并抛出一个异常
///
///值测试
///参数检查名称
publicstaticvoidCheckNullOrEmpty(stringval,stringparamName)
{
if(string.IsNullOrEmpty(val))
thrownewArgumentNullException(paramName,"Valuecan''tbenullorempty");
}
///
///请检查参数不是空的或空的，并抛出异常
///
///检查值
///参数名称
publicstaticvoidCheckNullParam(stringparam,stringparamName)
{
if(string.IsNullOrEmpty(param))
thrownewArgumentNullException(paramName,paramName+"can''tbeneithernullnorempty");
}
///
///检查参数不是无效，并抛出一个异常
///
///检查值
///参数名称
publicstaticvoidCheckNullParam(objectparam,stringparamName)
{
if(param==null)
thrownewArgumentNullException(paramName,paramName+"can''tbenull");
}
///
///请检查参数1不同于参数2
///
///值1测试
///nameofvalue1
///value2totest
///nameofvlaue2
publicstaticvoidCheckDifferentsParams(objectparam1,stringparam1Name,objectparam2,stringparam2Name)
{
if(param1==param2){
thrownewArgumentException(param1Name+"can''tbethesameas"+param2Name,
param1Name+"and"+param2Name);
}
}
///
///检查一个整数值是正的（0或更大）
///
///整数测试
publicstaticvoidPositiveValue(intval)
{
if(val<0)
thrownewArgumentException("Thevaluemustbegreaterthanorequalto0.");
}
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(3).Try-Catch扩展操作:
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///
///对某对象执行指定功能与后续功能，并处理异常情况
///
///对象类型
///值
///要对值执行的主功能代码
///catch中的功能代码
///主功能代码成功后执行的功能代码
///主功能代码是否顺利执行
publicstaticboolTryCatch(thisTsource,Actionaction,ActionfailureAction,
ActionsuccessAction)whereT:class
{
boolresult;
try
{
action(source);
successAction(source);
result=true;
}
catch(Exceptionobj)
{
failureAction(obj);
result=false;
}
returnresult;
}
///
///对某对象执行指定功能，并处理异常情况
///
///对象类型
///值
///要对值执行的主功能代码
///catch中的功能代码
///主功能代码是否顺利执行
publicstaticboolTryCatch(thisTsource,Actionaction,ActionfailureAction)whereT:class
{
returnsource.TryCatch(action,
failureAction,
obj=>{});
}
///
///对某对象执行指定功能，并处理异常情况与返回值
///
///对象类型
///返回值类型
///值
///要对值执行的主功能代码
///catch中的功能代码
///主功能代码成功后执行的功能代码
///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
publicstaticTResultTryCatch(thisTsource,Funcfunc,ActionfailureAction,
ActionsuccessAction)
whereT:class
{
TResultresult;
try
{
varu=func(source);
successAction(source);
result=u;
}
catch(Exceptionobj)
{
failureAction(obj);
result=default(TResult);
}
returnresult;
}
///
///对某对象执行指定功能，并处理异常情况与返回值
///
///对象类型
///返回值类型
///值
///要对值执行的主功能代码
///catch中的功能代码
///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
publicstaticTResultTryCatch(thisTsource,Funcfunc,ActionfailureAction)
whereT:class
{
returnsource.TryCatch(func,
failureAction,
obj=>{});
}
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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。
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[__DynamicallyInvokable]
publicvirtualstringMessage
{
[__DynamicallyInvokable]
get
{
if(this._message!=null)
{
returnthis._message;
}
if(this._className==null)
{
this._className=this.GetClassName();
}
returnEnvironment.GetRuntimeResourceString("Exception_WasThrown",newobject[]{this._className});
}
}
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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。
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publicstaticstringStackTrace
{
[SecuritySafeCritical]
get
{
newEnvironmentPermission(PermissionState.Unrestricted).Demand();
returnGetStackwww.baiyuewang.netTrace(null,true);
}
}
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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。
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internalstaticstringGetStackTrace(Exceptione,boolneedFileInfo)
{
StackTracetrace;
if(e==null)
{
trace=newStackTrace(needFileInfo);
}
else
{
trace=newStackTrace(e,needFileInfo);
}
returntrace.ToString(StackTrace.TraceFormat.Normal);
}
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publicStackTrace(Exceptione,boolfNeedFileInfo)
{
if(e==null)
{
thrownewArgumentNullException("e");
}
this.m_iNumOfFrames=0;
this.m_iMethodsToSkip=0;
this.CaptureStackTrace(0,fNeedFileInfo,null,e);
}
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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。
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[__DynamicallyInvokable]
publicvirtualExceptionGetBaseException()
{
ExceptioninnerException=this.InnerException;
Exceptionexception2=this;
while(innerException!=null)
{
exception2=innerException;
innerException=innerException.InnerException;
}
returnexception2;
}
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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。
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[__DynamicallyInvokable]
publicExceptionInnerException
{
[__DynamicallyInvokable,TargetedPatchingOptOut("PerformancecriticaltoinlinethistypeofmethodacrossNGenimageboundaries")]
get
{
returnthis._innerException;
}
}
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4.ToString()将异常信息格式化。
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privatestringToString(boolneedFileLineInfo,boolneedMessage)
{
stringclassName;
stringstr=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.GetRuntimewww.tt951.comResourceString("Exception_EndOfInnerExceptionStack");
}
stringstackTrace=this.GetStackTrace(needFileLineInfo);
if(stackTrace!=null)
{
className=className+Environment.NewLine+stackTrace;
}
returnclassName;
}
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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。
以上我们注意到[__DynamicallyInvokable]定制属性，我们看一下具体的实现代码：
[TargetedPatchingOptOut("PerformancecriticaltoinlinethistypeofmethodacrossNGenimageboundaries")]
public__DynamicallyInvokableAttribute()
{
}
以上我们主要注释部分，”图像边界“这个属性的相关信息，请参见《ViaCLRc#》,这里就不做具体的介绍。
四.总结：
以上在对异常的介绍中，主要介绍了CLR的异常处理机制，一些较为通用的异常代码，以及对Exception类的介绍。在实际的项目中，我们一般不要将异常直接抛出给客户，我们在编写程序时，已经考虑程序的容错性，在程序捕获到异常后，尽量去恢复程序，或者将异常信息写入日志，让程序进入错误页。如果出现比较严重的异常，最后将异常抛出，终止程序。
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