使用异常

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05/10/2023

在 C# 中，程序中的运行时错误通过使用一种称为“异常”的机制在程序中传播。异常由遇到错误的代码引发，由能够更正错误的代码捕捉。异常可由 .NET 运行时或由程序中的代码引发。一旦引发了一个异常，此异常会在调用堆栈中传播，直到找到针对它的 catch 语句。未捕获的异常由系统提供的通用异常处理程序处理，该处理程序会显示一个对话框。

异常由从 Exception 派生的类表示。此类标识异常的类型，并包含详细描述异常的属性。引发异常涉及创建异常派生类的实例，配置异常的属性（可选），然后使用 throw 关键字引发该对象。例如：

class CustomException : Exception
{
    public CustomException(string message)
    {
    }
}
private static void TestThrow()
{
    throw new CustomException("Custom exception in TestThrow()");
}

引发异常后，运行时将检查当前语句，以确定它是否在 try 块内。如果在，则将检查与 try 块关联的所有 catch 块，以确定它们是否可以捕获该异常。 Catch 块通常会指定异常类型；如果该 catch 块的类型与异常或异常的基类的类型相同，则该 catch 块可处理该方法。例如：

try
{
    TestThrow();
}
catch (CustomException ex)
{
    System.Console.WriteLine(ex.ToString());
}

如果引发异常的语句不在 try 块内或者包含该语句的 try 块没有匹配的 catch 块，则运行时将检查调用方法中是否有 try 语句和 catch 块。运行时将继续调用堆栈，搜索兼容的 catch 块。在找到并执行 catch 块之后，控制权将传递给 catch 块之后的下一个语句。

一个 try 语句可包含多个 catch 块。将执行第一个能够处理该异常的 catch 语句；将忽略任何后续的 catch 语句，即使它们是兼容的也是如此。按从最具有针对性（或派生程度最高）到最不具有针对性的顺序对 catch 块排列。例如：

using System;
using System.IO;

namespace Exceptions
{
    public class CatchOrder
    {
        public static void Main()
        {
            try
            {
                using (var sw = new StreamWriter("./test.txt"))
                {
                    sw.WriteLine("Hello");
                }
            }
            // Put the more specific exceptions first.
            catch (DirectoryNotFoundException ex)
            {
                Console.WriteLine(ex);
            }
            catch (FileNotFoundException ex)
            {
                Console.WriteLine(ex);
            }
            // Put the least specific exception last.
            catch (IOException ex)
            {
                Console.WriteLine(ex);
            }
            Console.WriteLine("Done");
        }
    }
}

执行 catch 块之前，运行时会检查 finally 块。 Finally 块使程序员可以清除中止的 try 块可能遗留下的任何模糊状态，或者释放任何外部资源（例如图形句柄、数据库连接或文件流），而无需等待垃圾回收器在运行时完成这些对象。例如：

static void TestFinally()
{
    FileStream? file = null;
    //Change the path to something that works on your machine.
    FileInfo fileInfo = new System.IO.FileInfo("./file.txt");

    try
    {
        file = fileInfo.OpenWrite();
        file.WriteByte(0xF);
    }
    finally
    {
        // Closing the file allows you to reopen it immediately - otherwise IOException is thrown.
        file?.Close();
    }

    try
    {
        file = fileInfo.OpenWrite();
        Console.WriteLine("OpenWrite() succeeded");
    }
    catch (IOException)
    {
        Console.WriteLine("OpenWrite() failed");
    }
}

如果 WriteByte() 引发了异常并且未调用 file.Close()，则第二个 try 块中尝试重新打开文件的代码将会失败，并且文件将保持锁定状态。由于即使引发异常也会执行 finally 块，前一示例中的 finally 块可使文件正确关闭，从而有助于避免错误。

如果引发异常之后没有在调用堆栈上找到兼容的 catch 块，则会出现以下三种情况之一：

如果异常存在于终结器内，将中止终结器，并调用基类终结器（如果有）。
如果调用堆栈包含静态构造函数或静态字段初始值设定项，将引发 TypeInitializationException，同时将原始异常分配给新异常的 InnerException 属性。
如果到达线程的开头，则终止线程。

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