年關將至，對於大部分程序員來說，馬上就可以閒下來一段時間了，然而在這個閒暇的時間裡，唯有爭論哪門語言更好可以消磨時光，估計最近會有很多關於java與.net的博文出現，我表示要作為一個吃瓜群眾，靜靜的看著大佬們發表心情。
以上的廢話說的夠多了，這裡就不再廢話了，還是切入正題吧。
在項目開發中，對於系統和代碼的穩定性和容錯性都是有對應的要求。實際開發項目中的代碼與樣例代碼的區別，更多的是在代碼的運行的穩定性、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，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、獲取和設置屬性、添加和刪除事件、調用操作符重載和調用轉換操作符等等都沒有辦法返回錯誤代碼，但是在這些構造中又需要報告錯誤，那就必須提供異常處理機制。
在異常的處理中，我們經常使用到的三個塊分別是：try塊；catch塊；finally塊。這三個塊可以一起使用，也可以不寫catch塊使用，異常處理塊可以嵌套使用，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，向調用棧高一層的代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信息；讓線程從catch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塊一般用來做清理那些已經成功啟動的操作，然後再返回調用者或者finally塊之後的代碼。
2.異常捕捉需適當：
為什麼要適當的捕捉異常呢？如下代碼，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。
如果應用程序代碼拋出一個異常，應用程序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，讓應用程序代碼針對性地處理這個異常。
在catch塊中，可以使用System.Exception捕捉異常，但是最好在catch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("創建注冊表錯誤" + 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代碼，可以讓程序繼續運行。在捕獲異常時，需要捕獲具體的異常，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塊的末尾重新拋出異常，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者一個方法時，需要調用幾個方法組合完成，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，因為我們需要恢復信息，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，這樣可以維系方法的契約，拋出的心異常類型地應該是一個具體的異常。看如下代碼：
FileStream fs = null;
try
{
fs = FileStream();
}
catch (FileNotFoundException e)
{
//拋出一個不同的異常，將異常信息包含在其中，並將原來的異常設置為內部異常
throw new NameNotFoundException();
}
catch (IOException e)
{
//拋出一個不同的異常，將異常信息包含在其中，並將原來的異常設置為內部異常
throw new NameNotFoundException();
}
finally
{
if (fs != null)
{
fs.close();
}
}
以上的代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。如果一個類型構造器拋出一個異常，而且該異常未在類型構造器方法中捕獲，CLR就會在內部捕獲該異常，並改為拋出一個新的TypeInitialztionException。
二.DotNET異常的常用處理機制：
在代碼發生異常後，我們需要去處理這個異常，如果一個異常沒有得到及時的處理，CLR會終止進程。在異常的處理中，我們可以在一個線程捕獲異常，在另一個線程中重新拋出異常。異常拋出時，CLR會在調用棧中向上查找與拋出的異常類型匹配的catch塊。如果沒有任何catch塊匹配拋出的異常類型，就發生一個未處理異常。CLR檢測到進程中的任何線程有一個位處理異常，都會終止進程。
1.異常處理塊：
(1).try塊：包含代碼通常需要執行一些通用的資源清理操作，或者需要從異常中恢復，或者兩者都需要。try塊還可以包含也許會拋出異常的代碼。一個try塊至少有一個關聯的catch塊或finall塊。
(2).catch塊：包含的是響應一個異常需要執行的代碼。catch關鍵字後的圓括號中的表達式是捕獲類型。捕獲類型從System.Exception或者其派生類指定。CLR自上而下搜素一個匹配的catch塊，所以應該教具體的異常放在頂部。一旦CLR找到一個具有匹配捕獲類型的catch塊，就會執行內層所有finally塊中的代碼，”內層finally“是指拋出異常的tey塊開始，到匹配異常的catch塊之間的所有finally塊。
使用System.Exception捕捉異常後，可以采用在catch塊的末尾重新拋出異常，因為如果我們在捕獲Exception異常後，沒有及時的處理或者終止程序，這一異常可能對程序造成很大的安全隱患，Exception類是所有異常的基類，可以捕獲程序中所有的異常，如果出現較大的異常，我們沒有及時的處理，造成的問題是巨大的。
(3).finally塊：包含的代碼是保證會執行的代碼。finally塊的所有代碼執行完畢後，線程退出finally塊，執行緊跟在finally塊之後的語句。如果不存在finally塊，線程將從最後一個catch塊之後的語句開始執行。
備注：異常塊可以組合和嵌套，對於三個異常塊的樣例，在這裡就不做介紹，異常的嵌套可以防止在處理異常的時候再次出現未處理的異常，以上這些就不再贅述。
2.異常處理實例：
(1).異常處理擴展方法：
/// <summary>
/// 格式化異常消息
/// </summary>
/// <param name="e">異常對象</param>
/// <param name="isHideStackTrace">是否隱藏異常規模信息</param>
/// <returns>格式化後的異常信息字符串</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}異常消息：{1}", appString, e.Message));
sb.AppendLine(string.Format("{0}異常類型：{1}", appString, e.GetType().FullName));
sb.AppendLine(string.Format("{0}異常方法：{1}", appString, (e.TargetSite == null ? null : e.TargetSite.Name)));
sb.AppendLine(string.Format("{0}異常源：{1}", appString, e.Source));
if (!isHideStackTrace && e.StackTrace != null)
{
sb.AppendLine(string.Format("{0}異常堆棧：{1}", appString, e.StackTrace));
}
if (e.InnerException != null)
{
sb.AppendLine(string.Format("{0}內部異常：", appString));
count++;
}
e = e.InnerException;
}
return sb.ToString();
}
(2).驗證異常：
/// <summary>
/// 檢查字符串是空的或空的，並拋出一個異常
/// </summary>
/// <param name="val">值測試</param>
/// <param name="paramName">參數檢查名稱</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>
/// 請檢查參數不是空的或空的，並拋出異常
/// </summary>
/// <param name="param">檢查值</param>
/// <param name="paramName">參數名稱</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>
/// 檢查參數不是無效，並拋出一個異常
/// </summary>
/// <param name="param">檢查值</param>
/// <param name="paramName">參數名稱</param>
public static void CheckNullParam(object param, string paramName)
{
if (param == null)
throw new ArgumentNullException(paramName, paramName + " can't be null");
}
/// <summary>
/// 請檢查參數1不同於參數2
/// </summary>
/// <param name="param1">值1測試</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>
/// 檢查一個整數值是正的（0或更大）
/// </summary>
/// <param name="val">整數測試</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擴展操作:
/// <summary>
/// 對某對象執行指定功能與後續功能，並處理異常情況
/// </summary>
/// <typeparam name="T">對象類型</typeparam>
/// <param name="source">值</param>
/// <param name="action">要對值執行的主功能代碼</param>
/// <param name="failureAction">catch中的功能代碼</param>
/// <param name="successAction">主功能代碼成功後執行的功能代碼</param>
/// <returns>主功能代碼是否順利執行</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>
/// 對某對象執行指定功能，並處理異常情況
/// </summary>
/// <typeparam name="T">對象類型</typeparam>
/// <param name="source">值</param>
/// <param name="action">要對值執行的主功能代碼</param>
/// <param name="failureAction">catch中的功能代碼</param>
/// <returns>主功能代碼是否順利執行</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>
/// 對某對象執行指定功能，並處理異常情況與返回值
/// </summary>
/// <typeparam name="T">對象類型</typeparam>
/// <typeparam name="TResult">返回值類型</typeparam>
/// <param name="source">值</param>
/// <param name="func">要對值執行的主功能代碼</param>
/// <param name="failureAction">catch中的功能代碼</param>
/// <param name="successAction">主功能代碼成功後執行的功能代碼</param>
/// <returns>功能代碼的返回值，如果出現異常，則返回對象類型的默認值</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>
/// 對某對象執行指定功能，並處理異常情況與返回值
/// </summary>
/// <typeparam name="T">對象類型</typeparam>
/// <typeparam name="TResult">返回值類型</typeparam>
/// <param name="source">值</param>
/// <param name="func">要對值執行的主功能代碼</param>
/// <param name="failureAction">catch中的功能代碼</param>
/// <returns>功能代碼的返回值，如果出現異常，則返回對象類型的默認值</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 => { });
}
本文沒有具體介紹try，catch，finally的使用，而是給出一些比較通用的方法，主要是一般的開發者對於三個塊的使用都有一個認識，就不再做重復的介紹。
三.DotNET的Exception類分析：
CLR允許異常拋出任何類型的實例，這裡我們介紹一個System.Exception類：
1.Message屬性：指出拋出異常的原因。
[__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 });
}
}
由以上的代碼可以看出，Message只具有get屬性，所以message是只讀屬性。GetClassName()獲取異常的類。GetRuntimeResourceString()獲取運行時資源字符串。
2.StackTrace屬性：包含拋出異常之前調用過的所有方法的名稱和簽名。
public static string StackTrace
{
[SecuritySafeCritical]
get
{
new EnvironmentPermission(PermissionState.Unrestricted).Demand();
return GetStackTrace(null, true);
}
}
EnvironmentPermission()用於環境限制，PermissionState.Unrestricted設置權限狀態，GetStackTrace()獲取堆棧跟蹤，具體看一下GetStackTrace()的代碼。
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);
}
以上是獲取堆棧跟蹤方法的具體實現，此方法主要用戶調試的時候。
3.GetBaseException()獲取基礎異常信息方法。
[__DynamicallyInvokable]
public virtual Exception GetBaseException()
{
Exception innerException = this.InnerException;
Exception exception2 = this;
while (innerException != null)
{
exception2 = innerException;
innerException = innerException.InnerException;
}
return exception2;
}
InnerException屬性是內在異常，這是一個虛方法，在這裡被重寫。具體看一下InnerException屬性。
[__DynamicallyInvokable]
public Exception InnerException
{
[__DynamicallyInvokable, TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")]
get
{
return this._innerException;
}
}
4.ToString()將異常信息格式化。
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，將獲取的異常信息進行格式化為字符串，this.GetClassName() 獲取異常類的相關信息。
以上我們注意到[__DynamicallyInvokable]定制屬性，我們看一下具體的實現代碼：
[TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")]
public __DynamicallyInvokableAttribute()
{
}
以上我們主要注釋部分，”圖像邊界“這個屬性的相關信息，請參見《Via CLR c#》,這裡就不做具體的介紹。
四.總結：
以上在對異常的介紹中，主要介紹了CLR的異常處理機制，一些較為通用的異常代碼，以及對Exception類的介紹。在實際的項目中，我們一般不要將異常直接拋出給客戶，我們在編寫程序時，已經考慮程序的容錯性，在程序捕獲到異常後，盡量去恢復程序，或者將異常信息寫入日志，讓程序進入錯誤頁。如果出現比較嚴重的異常，最後將異常拋出，終止程序。
希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持幫客之家。
