C# 异常处理全解析：从基础到高级实践-51CTO.COM

异常处理是软件开发中保障程序健壮性的核心机制之一。在C#中，异常处理通过结构化的方式帮助开发者优雅地处理运行时错误，避免程序崩溃，同时提供清晰的调试信息。本文将深入探讨C#异常处理的完整体系，涵盖语法结构、最佳实践、高级技巧及常见误区。

一、异常处理基础

1. 什么是异常？

异常（Exception）是程序执行过程中发生的非预期事件，如文件未找到、空引用、除零错误等。C#中所有异常均派生自System.Exception类。

2. 核心结构：try-catch-finally

try
{
    // 可能抛出异常的代码
    File.ReadAllText("non_existent_file.txt");
}
catch (FileNotFoundException ex)
{
    // 处理特定异常
    Console.WriteLine($"文件未找到: {ex.FileName}");
}
catch (Exception ex)
{
    // 通用异常处理
    Console.WriteLine($"错误: {ex.Message}");
}
finally
{
    // 无论是否发生异常都会执行
    Console.WriteLine("资源清理...");
}

try：包裹可能抛出异常的代码块。
catch：捕获并处理特定或所有异常，支持多级捕获。
finally：用于释放资源（如关闭文件、数据库连接），始终执行。

二、异常类型与自定义异常

1. 系统内置异常

NullReferenceException：空引用错误。
ArgumentException：无效参数。
InvalidOperationException：对象状态不合法。

2. 创建自定义异常

public class InsufficientBalanceException : Exception
{
    public decimal CurrentBalance { get; }
    
    public InsufficientBalanceException(string message, decimal balance) 
        : base(message)
    {
        CurrentBalance = balance;
    }
}

// 使用示例
throw new InsufficientBalanceException("余额不足", 50.0m);

继承自Exception类。
添加自定义属性以传递额外上下文信息。

三、高级异常处理技巧

1. 异常过滤器（C# 6.0+）

使用when关键字仅在特定条件时捕获异常：

try
{
    // ...
}
catch (HttpRequestException ex) when (ex.StatusCode == 404)
{
    Console.WriteLine("资源不存在");
}

2. 重新抛出异常

保留原始堆栈跟踪的两种方式：

catch (Exception ex)
{
    // 方式1：直接throw
    throw;
    
    // 方式2：使用ExceptionDispatchInfo（跨上下文）
    ExceptionDispatchInfo.Capture(ex).Throw();
}

避免throw ex，这会重置堆栈跟踪！

3. 异步与多线程异常处理

Task异常：通过AggregateException包装多个异常。

try
{
    await Task.WhenAll(task1, task2);
}
catch (AggregateException ae)
{
    foreach (var ex in ae.InnerExceptions)
    {
        Console.WriteLine(ex.Message);
    }
}

四、最佳实践与性能优化

(1) 遵循“捕获具体异常”原则：避免笼统的catch (Exception)，除非在顶层日志记录。

(2) 不要用异常控制流程：如用int.TryParse替代try-catch处理解析失败。

(3) 谨慎使用全局异常处理：

控制台应用：AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException
ASP.NET Core：中间件UseExceptionHandler

(4) 记录完整上下文包括异常消息、堆栈跟踪、输入参数等：

catch (Exception ex)
{
    logger.LogError(ex, "操作失败。参数: {Param}", paramValue);
    throw;
}

性能注意事项异常的构造和捕获成本较高。高频代码中避免依赖异常处理逻辑。

五、常见误区与解决方案

误区1：忽略异常（空的catch块）

修复：至少记录异常，或明确标记为已处理。

误区2：过度捕获异常

修复：仅在知道如何恢复时捕获，否则向上传递。

误区3：丢失原始异常上下文

修复：抛出自定义异常时，传递原始异常为内部异常：

throw new CustomException("操作失败", innerException: ex);

六、总结

C#的异常处理机制为开发者提供了强大的错误管理工具，但需合理使用以避免滥用。关键点包括：精准捕获异常、保留有效调试信息、资源清理的可靠性，以及在高性能场景下的谨慎使用。通过结合具体业务场景和本文的最佳实践，开发者可以构建出既健壮又高效的应用程序。