.NET 提供了一种统一的方式来报告应用程序的错误，即通过引发异常来指示具体问题。这相比于 Win32 时代的错误处理（通过 GetLastError 或者 HRESULT 的方式 ），不但要简单明了得多，还更容易维护。通过监控程序可能引发的异常，并对异常做出相应的处理（比如数据恢复、日志记录），可以提高程序的可靠性、可维护性。
对异常的理解
异常，即程序在运行过程中，遇到的错误或意外的行为。
在 .NET 中，异常都是从 System.Exception 类继承。具体的异常由发生问题的代码引发，然后它在堆栈中向上传递，直到应用程序对其进行处理或者程序终止为止。
Exception 定义如下：
public class Exception : ISerializable, _Exception { public Exception(); public Exception(string message); public virtual string Source { get; set; } public virtual string HelpLink { get; set; } // 包含可用于确定错误位置的堆栈跟踪 // 如果有可用的调试信息，则堆栈跟踪包含源文件名和程序行号 public virtual string StackTrace { get; } public MethodBase TargetSite { get; } public Exception InnerException { get; } // 一般情况，我们可以通过这个属性，来理解具体的异常 public virtual string Message { get; } public int HResult { get; protected set; } public virtual IDictionary Data { get; } } |
常见的异常有 IndexOutOfRangeException、NullReferenceException、ArgumentNullException 等等。
每一种异常，都对应于一个特定的情形。在实际项目中，如果需要自定义异常，也应该遵循这个原则。比如 IndexOutOfRangeException 针对的就是数组或集合访问越界的情形。
使用 try...catch 块捕获异常
对于有可能产生异常的代码，我们可以使用 try...catch 将这些代码包围起来，并在 catch 子句中指明需要捕获的异常，同时可以在 catch 的代码块内，对该异常做出相应的处理。
一般情况下，我们应该在 catch 子句中指明具体的异常，因为这样我们就能很方便地对不同的异常做出具体的处理，以便程序尽可能的从异常中恢复过来。比如像下面这样：
try { using (StreamReader sr = File.OpenText("data.txt")) { Console.WriteLine($"First Line: {sr.ReadLine()}"); } } catch (UnauthorizedAccessException e) { // 针对未授权做出处理。比如请求管理员权限 } catch (DirectoryNotFoundException e) { // 针对目录不存在处理。比如弹窗提示用户 } catch (FileNotFoundException e) { // 针对文件不存在处理。比如弹窗处理 } |
当然，如果我们仅仅是为了捕获异常，并记录日志。此时我们只需要在 catch 子句中，使用 Exception 即可（Exception类为所有异常类的基类），如下：
try { using (StreamReader sr = File.OpenText("data.txt")) { Console.WriteLine($"First Line: {sr.ReadLine()}"); } } catch (Exception e) { // 这种情况下，我们可以通过日志记录的模块，来记录此次异常 // 以便后期维护使用 } |
如果我们在处理了特定的异常之后，希望将其他意料之外的异常也记录在日志中。
需要特别注意的是：Exception 只能放置在最后的 catch 子句中，因为它是其他异常的基类。
示例如下：
try { using (StreamReader sr = File.OpenText("data.txt")) { Console.WriteLine($"First Line: {sr.ReadLine()}"); } } catch (UnauthorizedAccessException e) { // 针对未授权做出处理。比如请求管理员权限 } catch (DirectoryNotFoundException e) { // 针对目录不存在处理。比如弹窗提示用户 } catch (FileNotFoundException e) { // 针对文件不存在处理。比如弹窗处理 } catch(Exception e) { // 通过日志记录的模块，记录意料之外的异常 } |
因此，有以下结论：在 catch 子句中，子类应该放在其父类的前面。否则，将无法捕获具体子类的异常。比如前面的这段代码，如果我们将 Exception e 放置在其他的异常之前，那么其他异常的具体处理逻辑都无法执行。
我们应该如何引发异常
我们可以使用 throw 语句显式引发异常。使用方式有两种：
方式一
throw 异常对象的方式。比如，我们可以通过 throw new ArgumentNullException() 来引发一个参数为空的异常；也可以使用 throw new Exception() 来引发，不过不建议这样使用。使用特定情形的异常对象是最好的做法。
使用方式如下：
public void ProcessData(int[] source, int from, int count) { if (source == null) throw new ArgumentNullException("source", "The source you provided cannot be null"); if (from < 0 || from >= source.Length) throw new IndexOutOfRangeException("The 'from' parameter is out of range"); // ... // 其他逻辑 // ... } |
这种引发异常的方式，在我们的写公共的类库的时候会经常用到。因为在公共类库中，我们需要将发生问题的详细信息传递出去，以方便使用类库的开发者调试。
方式二
直接使用 throw; 的方式，这种使用方式只能存在于 catch 子句中。当我们在处理了具体的异常之后，仍然希望上层能够捕获此异常的时候非常有用。
使用方式如下：
try { // 业务逻辑代码 } catch (UnauthorizedAccessException e) { // 异常处理逻辑 // 将异常传递出去 throw; } |
创建自定义异常
在预定义的异常不符合业务需求的情况下（比如预定义异常无法携带我们需要的信息时），我们可以通过从 Exception 类派生来创建自己的异常类。
比如，我们需要一个数据库中用户不存在的异常，则可以按如下方式处理：
public class UserNotExistException : Exception { public string UserName { get; } public string UserId { get; } public UserNotExistException(string userName, string userId) { this.UserName = userName; this.UserId = userId; } } |
在用户不存在的情况下，通过引发此 UserNotExistException 异常，我们可以很容易的获取到不存在的用户的ID及昵称。
使用 finally 块
定义在 finally 块中的代码，其表示：无论 try 块中是否有异常发生，都会执行。常见于资源的清理，比如文件操作、网络操作或数据库操作完成之后。
如下代码所示：
StreamReader sr = null; try { sr = File.OpenText("data.txt"); Console.WriteLine($"First Line: {sr.ReadLine()}"); } catch (UnauthorizedAccessException e) { } catch (DirectoryNotFoundException e) { } catch (FileNotFoundException e) { } catch (Exception e) { } finally { // 无论前面是否发生异常，我们都需要销毁文件资源 if (sr != null) { sr.Dispose(); } } |
COM 互操作异常
一般情况下, 如果因COM方法失败而返回 HRESULT，运行时会将其映射为可由托管代码捕获的异常。例如，E_ACCESSDENIED 将映射为 UnauthorizedAccessException、E_OUTOFMEMORY 映射为 OutOfMemoryException，等等。
如果 HRESULT 为自定义值，或 CLR 无法将其映射成预定义的具体托管异常。运行时会引发 COMException 异常, 其 ErrorCode 属性包含具体的 HRESULT 值。
编码建议
设计良好的异常处理机制可以防止应用崩溃。这部分介绍了在实际项目中处理和创建异常的一些建议：
·合理使用 try...catch，过于频繁的使用，会造成性能低下（如果某些异常一直出现）。况且，我们也不应该过于依赖异常处理机制，对业务逻辑中具体情况进行良好的处理，比用 try...catch 更有意义。比如，当我们尝试关闭已关闭的连接时，就会引发 InvalidOperationException 异常。为了避免这个异常，我们可以在尝试关闭前，通过使用 if 语句检查连接状态，避免该情况
·对于某些情况，如果在返回 null，或者类型的默认值的情况下，不会影响对方法的理解。那么我们应该返回类型的默认值或null，而不是去引发一个异常
·如果可以不引发异常，那么就不引发异常。这时我们只需要在程序中对特定的情况进行处理修正即可。一般情况下，如果引发异常无法带来好处，或者并没有让我们提供的接口、方法等更易于理解，那就没必要引发异常
·仅在异常需要携带某些自定义数据的情况下，去自定义异常（该异常类应该以 Exception 结尾）。否则，我们使用系统预定义异常即可
·在每个异常中都包含一个本地化描述字符串。一般情况下，如果不是跨国籍合作，我们可以都使用中文，或者一律使用英文，也可以混搭，这个根据公司项目的情况而定
在实际项目中，我们应该参考上面的建议，以帮助我们写出性能和可维护性都较好的代码。
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