63、.NET 异常处理

在.NET框架中，异常处理是管理运行时错误的核心机制。以下是.NET异常处理的全面概述：

异常层次结构

.NET中的所有异常都继承自System.Exception基类，主要异常类别包括：

系统异常：由CLR抛出（如NullReferenceException）
应用程序异常：由应用程序代码抛出
自定义异常：开发者定义的特定业务异常

异常处理关键字

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try
{
    // 可能抛出异常的代码
}
catch (SpecificException ex) when (condition) // C# 6.0+ 异常过滤器
{
    // 处理特定异常
}
catch (Exception ex)
{
    // 处理所有其他异常
}
finally
{
    // 清理代码，无论是否发生异常都会执行
}

常见系统异常

异常信息	描述
System.NullReferenceException	尝试访问null对象的成员
System.IndexOutOfRangeException	数组或集合访问越界
System.ArgumentException	方法接收到无效参数
System.InvalidOperationException	对象状态不适合调用方法
System.IO.IOException	输入/输出操作失败
System.TimeoutException	操作超时
System.NotSupportedException	调用了不支持的方法

抛出异常

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// 抛出新异常
throw new InvalidOperationException("操作无效");

// 重新抛出当前异常（保留原始堆栈跟踪）
throw;

// 包装异常（保留原始异常作为内部异常）
throw new CustomException("高级错误消息", innerException);

创建自定义异常

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[Serializable] // 支持序列化
public class CustomBusinessException : Exception
{
    public CustomBusinessException() : base("默认业务异常消息") { }
    public CustomBusinessException(string message) : base(message) { }
    public CustomBusinessException(string message, Exception innerException) 
        : base(message, innerException) { }
    
    // 可选：实现序列化构造函数
    protected CustomBusinessException(SerializationInfo info, StreamingContext context)
        : base(info, context) { }
}

异常处理最佳实践

具体优先：先捕获具体异常，再捕获一般异常
避免空catch块：至少记录异常信息
资源清理：使用finally或using语句
不要滥用异常：异常应用于异常情况，而非控制流程
提供上下文信息：在自定义异常中包含有用的业务上下文
考虑性能：异常处理比正常流程开销大

高级异常处理技术

1. 异常策略（Enterprise Library等）

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// 使用策略处理异常（示例）
ExceptionPolicy.HandleException(exception, "Business Policy");

2. 异常屏蔽（ASP.NET Core）

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// 在中间件中处理全局异常
app.UseExceptionHandler("/error");

3. 异步异常处理

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try
{
    await SomeAsyncMethod();
}
catch (TaskCanceledException ex)
{
    // 处理取消操作
}

日志记录集成

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try
{
    // 业务代码
}
catch (Exception ex)
{
    logger.LogError(ex, "发生业务异常");
    throw new CustomBusinessException("处理失败", ex);
}

异常处理与依赖注入

在ASP.NET Core等框架中，可以利用DI进行异常处理：

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// 注册异常处理服务
services.AddScoped<IExceptionHandler, CustomExceptionHandler>();

// 在控制器中使用
public class MyController : Controller
{
    private readonly IExceptionHandler _exceptionHandler;
    
    public MyController(IExceptionHandler exceptionHandler)
    {
        _exceptionHandler = exceptionHandler;
    }
    
    public IActionResult DoSomething()
    {
        try { /* ... */ }
        catch (Exception ex) { return _exceptionHandler.Handle(ex); }
    }
}

跨平台考虑

在.NET Core/.NET 5+中，异常处理与平台无关，但需要注意：

某些平台特定异常可能在不同OS上有不同行为
文件路径异常在不同文件系统上表现可能不同
序列化异常时要考虑跨平台兼容性

正确理解和应用异常处理是构建健壮、可维护.NET应用程序的关键部分。