杂谈异常处理try-catch-finally

1. 前言

最近这段时间正开发一个店铺管理系统，这个项目定位于给中小型店铺使用的软件系统。简单的说，它处理商品的进货，销售，退货等功能。软件虽小，五脏俱全，里面涉及的技术跟大型应用软件其实差别也不大，其中有加密、数据访问、异常处理、日志、验证、ORM、依赖注入等。

本篇文章主要介绍C#语言的异常处理方面的内容，其中包含的主要内容：

什么是异常？异常的特点？

异常处理的基础知识。

引发和捕捉异常的处理准则。

避免与异常相关的性能问题的两种设计模式。

微软企业库异常处理模块。

2. 异常概述

在应用程序遇到异常情况（如被零除情况或内存不足警告）时，就会产生异常。

在可能引发异常的语句周围使用 try 块。

try 块中发生异常后，控制流会立即跳转到关联的异常处理程序（如果存在）。

如果给定异常没有异常处理程序，则程序将停止执行，并显示一条错误消息。

如果 catch 块定义了一个异常变量，则可以使用它来获取有关所发生异常的类型的更多信息。

可能导致异常的操作通过 try 关键字来执行。

异常处理程序是在异常发生时执行的代码块。在 C# 中，catch 关键字用于定义异常处理程序。

程序可以使用 throw 关键字显式地引发异常。

异常对象包含有关错误的详细信息，比如调用堆栈的状态以及有关错误的文本说明。

即使引发了异常，finally 块中的代码也会执行，从而使程序可以释放资源。

3. 异常处理基础知识

3.1. 如何：使用 Try/Catch 块捕捉异常

将可能引发异常的代码节放在 Try 块中，而将处理异常的代码放在 Catch 块中。Catch 块是一系列以关键字 catch 开头的语句，语句后跟异常类型和要执行的操作。

下面的代码示例使用 Try/Catch 块捕捉可能的异常。Main 方法包含带有 StreamReader 语句的 Try 块，该语句打开名为 data.txt 的数据文件并从该文件写入字符串。Try 块后面是 Catch 块，该块捕捉 Try 块产生的任何异常。

using System;

using System.IO;

using System.Security.Permissions;

// Security permission request.

[assembly:FileIOPermissionAttribute(SecurityAction.RequestMinimum, All = @"c:\data.txt")]

public class ProcessFile {

public static void Main() {

try {

StreamReader sr = File.OpenText("data.txt");

Console.WriteLine("The first line of this file is {0}", sr.ReadLine());

}

catch(Exception e) {

Console.WriteLine("An error occurred: '{0}'", e);

}

}

}

3.2. 如何：在 Catch 块中使用特定异常

发生异常时，异常沿堆栈向上传递，每个 Catch 块都有机会处理它。Catch 语句的顺序很重要。将针对特定异常的 Catch 块放在常规异常 Catch 块的前面，否则编译器可能会发出错误。确定正确 Catch 块的方法是将异常的类型与 Catch 块中指定的异常名称进行匹配。如果没有特定的 Catch 块，则由可能存在的常规 Catch 块捕捉异常。

下面的代码示例使用 try/catch 块捕获 InvalidCastException。该示例创建一个名为 Employee 的类，它带有一个属性：职员级别 (Emlevel)。PromoteEmployee 方法取得对象并增加职员级别。将 DateTime 实例传递给 PromoteEmployee 方法时，发生 InvalidCastException。

using System;

public class Employee

{

//Create employee level property.

public int Emlevel

{

get

{

return(emlevel);

}

set

{

emlevel = value;

}

}

int emlevel;

}

public class Ex13

{

public static void PromoteEmployee(Object emp)

{

//Cast object to Employee.

Employee e = (Employee) emp;

// Increment employee level.

e.Emlevel = e.Emlevel + 1;

}

public static void Main()

{

try

{

Object o = new Employee();

DateTime newyears = new DateTime(2001, 1, 1);

//Promote the new employee.

PromoteEmployee(o);

//Promote DateTime; results in InvalidCastException as newyears is not an employee instance.

PromoteEmployee(newyears);

}

catch (InvalidCastException e)

{

Console.WriteLine("Error passing data to PromoteEmployee method. " + e);

}

}

}

3.3. 如何：显式引发异常

可以使用 throw 语句显式引发异常。还可以使用 throw 语句再次引发捕获的异常。较好的编码做法是，向再次引发的异常添加信息以在调试时提供更多信息。

下面的代码示例使用 try/catch 块捕获可能的 FileNotFoundException。try 块后面是 catch 块，catch 块捕获 FileNotFoundException，如果找不到数据文件，则向控制台写入消息。下一条语句是 throw 语句，该语句引发新的 FileNotFoundException 并向该异常添加文本信息。

using System;

using System.IO;

public class ProcessFile

{

public static void Main()

{

FileStream fs = null;

try

{

//Opens a text tile.

fs = new FileStream(@"C:\temp\data.txt", FileMode.Open);

StreamReader sr = new StreamReader(fs);

string line;

//A value is read from the file and output to the console.

line = sr.ReadLine();

Console.WriteLine(line);

}

catch(FileNotFoundException e)

{

Console.WriteLine("[Data File Missing] {0}", e);

throw new FileNotFoundException(@"data.txt not in c:\temp directory]",e);

}

finally

{

if (fs != null)

fs.Close();

}

}

}

3.4. 如何：使用 Finally 块

异常发生时，执行将终止，并且控制交给最近的异常处理程序。这通常意味着不执行希望总是调用的代码行。有些资源清理（如关闭文件）必须总是执行，即使有异常发生。为实现这一点，可以使用 Finally 块。Finally 块总是执行，不论是否有异常发生。

下面的代码示例使用 try/catch 块捕获 ArgumentOutOfRangeException。Main 方法创建两个数组并试图将一个数组复制到另一个数组。该操作生成 ArgumentOutOfRangeException，同时错误被写入控制台。Finally 块执行，不论复制操作的结果如何。

using System;

class ArgumentOutOfRangeExample

{

static public void Main()

{

int[] array1={0,0};

int[] array2={0,0};

try

{

Array.Copy(array1,array2,-1);

}

catch (ArgumentOutOfRangeException e)

{

Console.WriteLine("Error: {0}",e);

}

finally

{

Console.WriteLine("This statement is always executed.");

}

}

}

4. 异常设计准则

4.1. 异常引发

不要返回错误代码。异常是报告框架中的错误的主要手段。

尽可能不对正常控制流使用异常。除了系统故障及可能导致争用状态的操作之外，框架设计人员还应设计一些 API 以便用户可以编写不引发异常的代码。例如，可以提供一种在调用成员之前检查前提条件的方法，以便用户可以编写不引发异常的代码。

不要包含可以根据某一选项引发或不引发异常的公共成员。

不要包含将异常作为返回值或输出参数返回的公共成员。

考虑使用异常生成器方法。从不同的位置引发同一异常会经常发生。为了避免代码膨胀，请使用帮助器方法创建异常并初始化其属性。

避免从 finally 块中显式引发异常。可以接受因调用引发异常的方法而隐式引发的异常。

4.2. 异常处理

不要通过在框架代码中捕捉非特定异常（如 System.Exception、System.SystemException 等）来处理错误。

避免通过在应用程序代码中捕捉非特定异常（如 System.Exception、System.SystemException 等）来处理错误。某些情况下，可以在应用程序中处理错误，但这种情况极。

如果捕捉异常是为了传输异常，则不要排除任何特殊异常。

如果了解特定异常在给定上下文中引发的条件，请考虑捕捉这些异常。

不要过多使用 catch。通常应允许异常在调用堆栈中往上传播。

使用 try-finally 并避免将 try-catch 用于清理代码。在书写规范的异常代码中，try-finally 远比 try-catch 更为常用。

捕捉并再次引发异常时，首选使用空引发。这是保留异常调用堆栈的最佳方式。

不要使用无参数 catch 块来处理不符合 CLS 的异常（不是从 System.Exception 派生的异常）。支持不是从 Exception 派生的异常的语言可以处理这些不符合 CLS 的异常。

5. 两种设计模式

5.1. Tester-Doer 模式

Doer 部分

public class Doer

{

public static void ProcessMessage(string message)

{

if (message == null)

{

throw new ArgumentNullException("message");

}

}

}

Tester部分

public class Tester

{

public static void TesterDoer(ICollection<string> messages)

{

foreach (string message in messages)

{

if (message != null)

{

Doer.ProcessMessage(message);

}

}

}

}

5.2. TryParse 模式

TryParse 方法类似于 Parse 方法，不同之处在于 TryParse 方法在转换失败时不引发异常。

Parse方法

public void Do()

{

string s = “a”;

double d;

try

{

d = Double.Parse(s);

}

catch (Exception ex)

{

d = 0;

}

}

TryParse方法

public void TryDo()

{

string s = "a";

double d;

if (double.TryParse(s, out d) == false)

{

d = 0;

}

}

6. 微软企业库异常处理模块

6.1. 创建自定义异常包装类

public class BusinessLayerException : ApplicationException

{

public BusinessLayerException() : base()

{

}

public BusinessLayerException(string message) : base(message)

{

}

public BusinessLayerException(string message, Exception exception) :

base(message, exception)

{

}

protected BusinessLayerException(SerializationInfo info, StreamingContext context) :

base(info, context)

{

}

}

6.2. 配置异常处理

<add name="Wrap Policy">

<exceptionTypes>

<add type="System.Data.DBConcurrencyException, System.Data, Version=2.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089"

postHandlingAction="ThrowNewException" name="DBConcurrencyException">

<exceptionHandlers>

<add exceptionMessage="Wrapped Exception: A recoverable error occurred while attempting to access the database."

exceptionMessageResourceType="" wrapExceptionType="ExceptionHandlingQuickStart.BusinessLayer.BusinessLayerException, ExceptionHandlingQuickStart.BusinessLayer"

type="Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.ExceptionHandling.WrapHandler, Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.ExceptionHandling, Version=3.1.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b03f5f7f11d50a3a"

name="Wrap Handler" />

</exceptionHandlers>

</add>

</exceptionTypes>

</add>

6.3. 编写代码

public bool ProcessWithWrap()

{

try

{

this.ProcessB();

}

catch(Exception ex)

{

// Quick Start is configured so that the Wrap Policy will

// log the exception and then recommend a rethrow.

bool rethrow = ExceptionPolicy.HandleException(ex, "Wrap Policy");

if (rethrow)

{

throw;

}

}

return true;

}

6.4. 参考

Enterprise Library Step By Step系列：异常处理应用程序块—入门篇

Enterprise Library Step By Step系列：异常处理应用程序块—进阶篇

Enterprise Library 2.0 Hands On Lab 翻译：异常应用程序块（一）

Enterprise Library 2.0 Hands On Lab 翻译：异常应用程序块（二）