國菱程序員之——C#異常

來源：荊州網(wǎng)站建設(shè) 時間：2017-08-02

   湖北國菱計算機(jī)科技有限公司荊州軟件開發(fā)部工程師小宇會定期跟大家交流C#使用過程中總結(jié)的經(jīng)驗及心得，歡迎伙伴們一起交流，郵箱：business@gl-ns.com。今天跟大家談?wù)凜# 異常處理機(jī)制。  

異常簡介

C sharp中的異常用于處理系統(tǒng)級和應(yīng)用程序級的錯誤狀態(tài)，它是一種結(jié)構(gòu)化、統(tǒng)一的類型安全的處理機(jī)制。異常處理相對于返回錯誤代碼的一個最大優(yōu)點(diǎn)在于，異?？梢员蛔詣觽鬟f，這樣，在編程時異常更加難以被忽視。

C#的異常機(jī)制非常類似于C++的異常處理機(jī)制，但是還是有一些重要的區(qū)別：

1，在C#中，所有的異常必須由從System.Exception派生的類來表示。在 C++ 中，可以使用任何類型的任何值表示異常。

2，在C#中，利用finally 塊可編寫在正常執(zhí)行和異常情況下都將執(zhí)行的終止代碼。在C++中，很難在不重復(fù)代碼的情況下編寫這樣的代碼。

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3，C# 中，系統(tǒng)級的異常如溢出、被零除和 null 等都對應(yīng)地?定義了與其匹配的異常類，并且與應(yīng)用程序級的錯誤狀態(tài)處于同等地位。

引發(fā)異常的原因

1.throw 語句用于立即無條件地引發(fā)異常。控制永遠(yuǎn)不會到達(dá)緊跟在 throw 后面的語句。

2.在執(zhí)行C#語句和表達(dá)式的過程中，有時會出現(xiàn)一些例外情況，使某些操作無法正常完成，此時就會引發(fā)一個異常。例如，在整數(shù)除法運(yùn)算中，若分母為零引發(fā) System.DivideByZeroException。

System.Exception 類

System.Exception類是所有異常的基類型。若干個異常類直接從Exception繼承。

ApplicationException和SystemException繼承該類，幾乎是所有運(yùn)行時異常的基礎(chǔ)。

此類具有一些所有異常共享的值得注意的屬性：

· Message 是string類型的一個只讀屬性，它包含關(guān)于所發(fā)生異常的原因的描述（易于人工閱讀）。

· InnerException 是 Exception 類型的一個只讀屬性。

如果它的值不是 null，則它所引用的是指導(dǎo)致了當(dāng)前異常的那個異常，即表示當(dāng)前異常是在處理那個InnerException的catch 塊中被引發(fā)的。

如果它的值為 null，則表示該異常不是由另一個異常引發(fā)的。

以這種方式鏈接在一起的異常對象的數(shù)目可以是任意的。此屬性可用來在異常處理過程中創(chuàng)建和保留一系列異常?？墒褂么藢傩詣?chuàng)建一個新異常來包含以前捕捉的異常。原始異?？?/p>

由 InnerException 屬性中的第二個異常捕獲，這使處理第二個異常的代碼可以檢查附加信息。

例如，假設(shè)有一個讀取文件并格式化相應(yīng)數(shù)據(jù)的方法。 代碼嘗試從文件讀取，但引發(fā)FileException。該方法捕捉 FileException 并引發(fā) BadFormatException。在此情況下，F(xiàn)ileException 可保存在 BadFormatException 的 InnerException 屬性中。

為提高調(diào)用方確定異常引發(fā)原因的能力，有時可能需要方法捕捉幫助器例程引發(fā)的異常，然后引發(fā)一個進(jìn)一步指示已發(fā)生的錯誤的異常。 可以創(chuàng)建一個更有意義的新異常，其中內(nèi)部異常引用可以設(shè)置為原始異常。 然后可以針對調(diào)用方引發(fā)這種更有意義的異常。 請注意，使用此功能，可以創(chuàng)建以最先引發(fā)的異常作為結(jié)束點(diǎn)的一系列相鏈接的異常。

·StackTrace 屬性

此屬性包含可用來確定錯誤發(fā)生位置的堆棧跟蹤。如果有可用的調(diào)試信息，則堆棧跟蹤包含源文件名和程序行號。

·Data 屬性:此屬性是可以保存任意數(shù)據(jù)（以鍵值對的形式）的IDictionary。

異常的處理方式

先執(zhí)行try里面的語句，如果try里面的語句拋出了錯誤，就會被catch捕獲，所以就會中斷try里面語句的執(zhí)行轉(zhuǎn)而執(zhí)行catch里面的語句，如果try里面的語句都執(zhí)行完了也沒有拋出錯誤，那么catch里的語句就沒有機(jī)會執(zhí)行了。最后不論try順利運(yùn)行完畢，還是try拋出了錯誤被catch語句捕獲并執(zhí)行了catch的語句都要接著執(zhí)行finally里面的語句。

發(fā)生異常時，系統(tǒng)將搜索可以處理該異常的最近的 catch 子句（根據(jù)該異常的運(yùn)行時類型來確定）。首先，搜索當(dāng)前的方法以查找一個詞法上包含著它的 try 語句，并按順序考察與該 try 語句相關(guān)聯(lián)的各個 catch 子句。如果上述操作失敗，則在調(diào)用了當(dāng)前方法的方法中，搜索在詞法上包含著當(dāng)前方法調(diào)用代碼位置的 try 語句。此搜索將一直進(jìn)行下去，直到找到可以處理當(dāng)前異常的 catch 子句（該子句指定一個異常類，它與當(dāng)前引發(fā)該異常的運(yùn)行時類型屬于同一個類或是該運(yùn)行時類型所屬類的一個基類）。注意，沒有指定異常類的 catch 子句可以處理任何異常。找到匹配的 catch 子句后，系統(tǒng)將把控制轉(zhuǎn)移到該 catch 子句的第一條語句。在 catch 子句的執(zhí)行開始前，系統(tǒng)將首先按順序執(zhí)行嵌套在捕捉到該異常的 try 語句里面的所有 try 語句所對應(yīng)的全部 finally 子句。

如果沒有找到匹配的 catch 子句，則發(fā)生下列兩種情況之一：

· 如果對匹配的 catch 子句的搜索到達(dá)一個靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)或靜態(tài)字段初始值設(shè)定項，則在導(dǎo)致調(diào)用該靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)的代碼位置引發(fā) System.TypeInitializationException。該 System.TypeInitializationException 的內(nèi)部異常將包含最初引發(fā)的異常。

· 如果對匹配的 catch 子句的搜索到達(dá)最初啟動當(dāng)前線程的代碼處，則該線程的執(zhí)行就會終止。此類終止會產(chǎn)生什么影響，應(yīng)由實現(xiàn)來定義。

特別值得注意的是在析構(gòu)函數(shù)執(zhí)行過程中發(fā)生的異常。如果在析構(gòu)函數(shù)執(zhí)行過程中發(fā)生異常且該異常未被捕獲，則將終止該析構(gòu)函數(shù)的執(zhí)行，并調(diào)用它的基類的析構(gòu)函數(shù)（如果有）。如果沒有基類（如 object 類型中的情況），或者如果沒有基類析構(gòu)函數(shù)，則該異常將被忽略。

異常類的層次結(jié)構(gòu)
System.ArrayTypeMismatchException：當(dāng)存儲一個數(shù)組時，如果由于被存儲的元素的實際類型與數(shù)組的實際類型不兼容而導(dǎo)致存儲失敗，就會引發(fā)此異常。

System.DivideByZeroException:在試圖用零除整數(shù)值時引發(fā)。

System.IndexOutOfRangeException:在試圖使用小于零或超出數(shù)組界限的下標(biāo)索引數(shù)組時引發(fā)。

System.InvalidCastException:當(dāng)從基類型或接口到派生類型的顯式轉(zhuǎn)換在運(yùn)行時失敗時引發(fā)。

System.NullReferenceException:在需要使用引用對象的場合，如果使用 null 引用時引發(fā)。

System.OutOfMemoryException：在分配內(nèi)存（通過 new）的嘗試失敗時引發(fā)。

System.OverflowException：在 checked 上下文中的算術(shù)運(yùn)算溢出時引發(fā)。

System.StackOverflowException：當(dāng)執(zhí)行堆棧由于保存了太多掛起的方法調(diào)用而耗盡時，就會引發(fā)此異常；這通常表明存在非常深或無限的遞歸。

System.TypeInitializationException：在靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)引發(fā)異常并且沒有可以捕捉到它的 catch 子句時引發(fā)。

產(chǎn)生TypeInitializationException的情況就包含以下幾種：

1. 訪問類的某一靜態(tài)成員，而其他靜態(tài)成員的初始化（或靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)中）產(chǎn)生異常。

例如訪問ClassHelper.StaticString，由于靜態(tài)成員Field的初始化產(chǎn)生異常，因此調(diào)用ClassHelper.StaticString會拋出TypeInitializationException。

1. 訪問類的某一靜態(tài)成員，該靜態(tài)成員的初始化（或靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)中）產(chǎn)生異常。

例如訪問ClassHelper.Field。

1. 對該類進(jìn)行初始化，而類中的某個靜態(tài)成員初始化（或靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)中）產(chǎn)生異常。

例如ClassHelper helper = new ClassHelper()。  

異常處理準(zhǔn)則

1. 通常只在最上層(一般是UI層)捕捉異常。如果要在其它層捕捉異常，除非是下列情況之一：
   (1)能夠處理該異常
   (2)能夠忽略該異常
   (3)需要轉(zhuǎn)換該異常為其它特定異常后拋出新異常

2. UI層捕獲異常后，可以
   (1)將無關(guān)緊要的異常忽略。
   (2)將異常轉(zhuǎn)換為錯誤信息展現(xiàn)給用戶。
   (3)如果是重大異常，可以考慮終止應(yīng)用程序。

3. 如果產(chǎn)生Exception，給用戶提供一個友好的信息，但記錄與有關(guān)錯誤的所有可能的細(xì)節(jié)，包括它的發(fā)生時間，方法和類的名字等實際的錯誤信息。有助于診斷問題。

4.  可以在非最上層拋出自定義異常。如果是自定義異常，請保證其是可序列化的，并且保證其實現(xiàn)了Exception的三個構(gòu)造函數(shù)。自定義異常不要繼承Exception基類。相反，繼承ApplicationException

5．異常的拋出與截獲需要很多的CPU時間，不要在所有的方法中寫的try - catch。只在有可能有某個特定的異常發(fā)生的方法中使用它。

6．始終捕獲特定的異常，而不是一般的異常和系統(tǒng)異常。

7．當(dāng)發(fā)生異常時，為了確保清理占據(jù)的資源，使用try / finally塊。在finally子句中關(guān)閉的資源。使用try / finally塊，即使發(fā)生異常，也能確保資源disposed。

8．在一個catch塊中的代碼都應(yīng)該至少部分地處理了所捕捉的異常。否則，就不要使用catch塊。

9．從構(gòu)造函數(shù)中拋出異常。因為構(gòu)造函數(shù)沒有返回值，所以沒有簡單的方法來想構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用者發(fā)出構(gòu)造失敗的信號，這時便可以通過拋出異常來做到。比如構(gòu)造參數(shù)與指定條件不符時，就拋出一個異常。

10．在以上前提的保證下，可以在非最上層使用AOP截獲(intercept)異常而進(jìn)行日志記錄，這樣通過日志記錄，我們可以了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。也可以有一個應(yīng)用程序級（線程級）的錯誤處理程序，您可以用它處理所有一般異常。在一個'意外一般錯誤'中，這個錯誤處理程序應(yīng)該捕獲該異常并記錄他，除此之外，在應(yīng)用程序關(guān)閉之前應(yīng)該做出友好的信息提示或者允許用戶選擇忽略異常繼續(xù)。

記不起在哪里看到過這樣一句話：在軟件實現(xiàn)中，異常和日志都是重要的質(zhì)量保證手段，異常和日志總是同時出現(xiàn)的?？梢哉f，異常是日志記錄的重要/主要組成部分。

調(diào)試

使用斷點(diǎn)進(jìn)入調(diào)試模式。

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