杂谈try-catch-finally异常处理

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;}

小结

try { //执行的代码，其中可能有异常。一旦发现异常，则立即跳到catch执行。否则不会执行catch里面的内容 }
catch { //除非try里面执行代码发生了异常，否则这里的代码不会执行 }
finally { //不管什么情况都会执行，包括try catch 里面用了return ,可以理解为只要执行了try或者catch，就一定会执行 finally }