.Net平臺下的異常處理與異常應(yīng)用研究

歐陽艷階，張 明

（十堰職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息與智能工程系，湖北 十堰 442000）

0 引言

即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的軟件工程師，也不可能開發(fā)出絕對完善的應(yīng)用程序，因?yàn)槌绦蜻\(yùn)行中的有些錯誤是可以預(yù)料但不可避免的，比如內(nèi)存空間不足、硬盤文件被移動、打印機(jī)未連接好、數(shù)組越界、文件找不到等。這類錯誤大都由外部環(huán)境或偶發(fā)性因素造成。而且程序還有語法錯誤、運(yùn)行時（Run Time）錯誤和邏輯錯誤等各種錯誤源。特別是運(yùn)行時錯誤和邏輯錯誤，即使采用軟件測試方法進(jìn)行嚴(yán)格測試也不可能完全排除掉。如網(wǎng)絡(luò)訪問異常中斷、文件訪問出錯、被除數(shù)為零等。為了防止發(fā)生上述錯誤，必須在程序開發(fā)與運(yùn)行過程中引入異常處理機(jī)制，并對異常進(jìn)行監(jiān)視、處理。當(dāng)發(fā)生異常時，程序必須能及時捕獲異常，正確處理異常，并采用容錯機(jī)制消除異常，而不是中斷軟件運(yùn)行或直接退出。

1 Visual Studio.Net平臺異常處理機(jī)制

在應(yīng)用程序開發(fā)過程中，Visual Studio.Net平臺為我們提供了嚴(yán)密的異常捕獲機(jī)制，使應(yīng)用程序能夠健壯地運(yùn)行。Visual Studio.Net平臺的異常處理是跨語言和標(biāo)準(zhǔn)化的，即異常與語言無關(guān)，其結(jié)構(gòu)、原理、運(yùn)行機(jī)制、錯誤定義完全一致。一個在Visual C＋＋開發(fā)環(huán)境引發(fā)的異?？梢栽赩isual Studio C?；騐isual Studio J＋＋開發(fā)環(huán)境中得到處理。同時Visual Studio.Net平臺也吸取了Java在處理程序異常時所采取的程序結(jié)構(gòu)和語法特點(diǎn)。在Visual Studio.Net平臺下，異常被分為標(biāo)準(zhǔn)異常和自定義異常，其中自定義異常為用戶提供了能靈活實(shí)現(xiàn)容錯功能的手段。標(biāo)準(zhǔn)異常和自定義異常的處理機(jī)制使軟件運(yùn)行更加健壯，軟件指令更清晰，結(jié)構(gòu)更簡潔，可讀性更強(qiáng)。

1.1 異常的產(chǎn)生

當(dāng)應(yīng)用程序遇到異常情況（如被零除、文件無法訪問、網(wǎng)絡(luò)中斷、數(shù)組訪問越界等）時，異常就會自動產(chǎn)生。此時Visual Studio.Net異常處理機(jī)制會自動轉(zhuǎn)移到已經(jīng)定義好的異常處理程序（軟件開發(fā)過程中定義的容錯代碼）。遺憾的是很多軟件在開發(fā)過程中容錯功能不夠完善，導(dǎo)致容錯代碼缺失或容錯代碼不完善，此時異常處理程序?qū)⑼Ｖ箞?zhí)行或執(zhí)行存在問題的容錯代碼。

1.2 異常發(fā)生后的容錯處理

Visual Studio.Net采用Try｛｝Catch｛｝Finally｛｝的語法結(jié)構(gòu)進(jìn)行異常處理。軟件開發(fā)過程中定義的功能代碼放在Try｛｝模塊部分，容錯代碼放在Catch｛｝部分，最后必須執(zhí)行的代碼放在Finally｛｝模塊部分。軟件首先嘗試運(yùn)行Try｛｝結(jié)構(gòu)部分的指令，若此時發(fā)生異常，則由Catch｛｝結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行捕獲，并執(zhí)行該部分的容錯代碼。也可直接定義throw關(guān)鍵字代碼，并顯式直接拋出異常。

1.3 異常處理的結(jié)束工作

無論Catch｛｝模塊能否捕獲異常，F(xiàn)inally｛｝模塊部分都是必須執(zhí)行的部分，這種設(shè)計也為通用的容錯功能提供了便利。比如程序員可以將一些釋放資源之類的指令、常見的錯誤處理代碼、關(guān)閉對象的代碼等放在此模塊，進(jìn)行通用的容錯處理。

2 標(biāo)準(zhǔn)異常類與自定義異常類

在Visual Studio.NET平臺下，異常類分標(biāo)準(zhǔn)異常類和自定義異常類。異常類System.Exception派生自所有類的基類System.Object。Visual Studio.NET中已經(jīng)定義好的異常類（如：Application Exception、SystemException等）均派生自System.Exception類，這些由Visual Studio.NET平臺定義的類稱為標(biāo)準(zhǔn)異常類。還有一些類派生自Application Exception類，是由用戶、中間件企業(yè)等第三方定義的異常類我們稱它們?yōu)樽远x異常類。

2.1 Visual Studio.NET平臺重要的幾類標(biāo)準(zhǔn)異常類

Visual Studio.NET平臺中重要的幾類標(biāo)準(zhǔn)異常類按其作用的不同可分為［1］：

（1）用于定義標(biāo)準(zhǔn)異常類和自定義異常類的基類（包括Exception，該類是所有標(biāo)準(zhǔn)異常類的基類；System Exception類，該類是System命名空間中所有其他異常類的基類，主要用于定義自定義異常類）。

（2）與數(shù)組相關(guān)的異常（包括Array Type Mismatch Exception類，用于處理數(shù)組中存儲數(shù)據(jù)類型錯誤的異常；Index Out Of Exception類，用于處理數(shù)組下表越界異常；Rank Exception類，用于處理數(shù)組維數(shù)錯誤異常）。

（3）與異常參數(shù)相關(guān)的異常類（包括Format Exception類，用于處理異常參數(shù)格式錯誤的異常；Argument Exception類，用于處理異常參數(shù)無效的異常）。

（4）與算術(shù)相關(guān)的異常（包括Arithmetic Exception類，用于處理除零而引發(fā)的異常）。

（5）與成員訪問相關(guān)的異常（包括Member Access Exception類，用于處理訪問成員失敗時的異常）。

（6）與輸入輸出相關(guān)的異常（包括IOException類，用于處理進(jìn)行文件輸入輸出操作時所引發(fā)的異常）。

2.2 自定義異常類

如果系統(tǒng)提供的異常類不能滿足軟件的需要或不能與程序中的異常相匹配，就需要程序員自定義異常類。自定義異常類的語法如下：class自定義異常類名稱名：基類異常名稱

創(chuàng)建自定義異常類應(yīng)嚴(yán)格遵循幾個原則：

（1）聲明可序列化；

（2）添加一個默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)；

（3）添加包含Message的構(gòu)造函數(shù)；

（4）添加一個包含Message，及內(nèi)部異常類型參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)；

（5）添加一個序列化信息相關(guān)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。

同時自定義異常時必須自定義異常的編碼規(guī)則，將異常類命名為以單詞“Exception”結(jié)尾，如Word Process Exception，User Info Exception 等。還要考慮出現(xiàn)異常時的提示信息，即設(shè)置異常類的Message屬性，可以使用構(gòu)造函數(shù)繼承來自基類的Message屬性。

3 自定義異常類在軟件項(xiàng)目開發(fā)中的實(shí)例應(yīng)用與優(yōu)化

筆者在軟件項(xiàng)目開發(fā)過程中，經(jīng)常遇到數(shù)據(jù)庫編號重復(fù)之類的錯誤，為了保證軟件的健壯性，此時引入異常非常必要。本文構(gòu)造了一個通用的異常處理界面，利用SQL Server或Microsoft Access系統(tǒng)中的示例數(shù)據(jù)庫Northwind，通過文本框控件Text－Box向Northwind數(shù)據(jù)庫中的Customer表添加一條記錄，如果Customer ID出現(xiàn)重復(fù)記錄，則立即啟動異常處理機(jī)制，拋出相應(yīng)的異常信息。其開發(fā)思想及代碼如下：

3.1 定義自定義異常類的基類

該自定義異常類定義了兩個異常處理構(gòu)造函數(shù)，通過base指令，使Northwind Custom Exception構(gòu)造函數(shù)繼承自Visual Studio.Net平臺的標(biāo)準(zhǔn)異常類ApplicationException。第二種構(gòu)造函數(shù)提供了兩個參數(shù)，一個參數(shù)用來定義和處理異常消息，另一個參數(shù)用來定義和處理異常錯誤。

在本實(shí)例應(yīng)用中，還需聲明一個處理自定義異常錯誤的錯誤處理類。在不同類型的軟件運(yùn)行環(huán)境下，容錯程序可以根據(jù)偶發(fā)事件捕獲不同的異常處理類，并進(jìn)行不同的錯誤處理。

在應(yīng)用程序運(yùn)行過程中，當(dāng)異常類的觸發(fā)條件滿足時，自定義的異常處理程序就會做出一系列的錯誤處理動作，并拋出異常信息，讓程序員或用戶做出相應(yīng)的處理，如：提供環(huán)境變量信息，記載錯誤并保存、進(jìn)行容錯處理等。

3.2 在Visual Studio.Net平臺下使用自定義的異常類插入Custom表記錄

4 結(jié)束語

異常處理機(jī)制是一種安全高效的編程策略，是開發(fā)應(yīng)用軟件必不可少的部分。將異常處理巧妙地運(yùn)用到程序中，可以提高程序的穩(wěn)定性、健壯性和安全性，是開發(fā)應(yīng)用程序必須考慮的重要內(nèi)容。但在應(yīng)用程序開發(fā)初期往往容易被忽略。

本文中詳細(xì)介紹了Visual Studio.Net平臺下的異常及異常處理機(jī)制，給出了如何自定義并優(yōu)化一個“數(shù)據(jù)庫編號重復(fù)”類的異常實(shí)例，詳細(xì)解析了異常處理過程和異常發(fā)生后可以采取的各種處理方式。本文在Visual Studio 2008，SQL Server 2005環(huán)境下調(diào)試通過。

［1］劉彥博，等.Visual Studio技術(shù)大全［M］.北京：人民郵電出版社，2009：102－112.

［2］曾建華.Visual Studio 2010（C＃）Windows數(shù)據(jù)庫項(xiàng)目開發(fā)［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2012：105－107.