• 热门专题

关于.NET异常处理的思考

作者:彭泽0902  发布日期:2016-12-22 20:36:18
Tag标签: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。

              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(); 
                } 
                }

         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:
            /// <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。

         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('Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries')]
    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《Via CLR c#》,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。

About IT165 - 广告服务 - 隐私声明 - 版权申明 - 免责条款 - 网站地图 - 网友投稿 - 联系方式
本站内容来自于互联网,仅供用于网络技术学习,学习中请遵循相关法律法规