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。今天跟大家談談C# 異常處理機制。  

異常簡介

C sharp中的異常用于處理系統(tǒng)級和應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制。異常處理相對于返回錯誤代碼的一個最大優(yōu)點在于，異?？梢员蛔詣觽鬟f，這樣，在編程時異常更加難以被忽視。

C#的異常機制非常類似于C++的異常處理機制，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 等都對應地?定義了與其匹配的異常類，并且與應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?？刂朴肋h不會到達緊跟在 throw 后面的語句。

2.在執(zhí)行C#語句和表達式的過程中，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致了當前異常的那個異常，即表示當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里的語句就沒有機會執(zhí)行了。最后不論try順利運行完畢，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)該異常的運行時類型來確定）。首先，搜索當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)用了當前方法的方法中，搜索在詞法上包含著當前方法調(diào)用代碼位置的 try 語句。此搜索將一直進行下去，直到找到可以處理當前異常的 catch 子句（該子句指定一個異常類，它與當前引發(fā)該異常的運行時類型屬于同一個類或是該運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 子句的搜索到達最初啟動當前線程的代碼處，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)組界限的下標索引數(shù)組時引發(fā)。

System.InvalidCastException:當從基類型或接口到派生類型的顯式轉(zhuǎn)換在運行時失敗時引發(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)運算溢出時引發(fā)。

System.StackOverflowException：當執(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)異常而進行日志記錄，這樣通過日志記錄，我們可以了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)。也可以有一個應用程序級（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該捕獲該異常并記錄他，除此之外，在應用程序關(guān)閉之前應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

使用斷點進入調(diào)試模式。

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