异常公共操作类

任何系统都需要处理错误,本文介绍的异常公共操作类,用于对业务上的错误进行简单支持。

对于刚刚接触.Net的新手,碰到错误的时候,一般喜欢通过返回bool值的方式指示是否执行成功。

public bool 方法名() {
    //执行代码,成功返回true,否则返回false
}

不过上面的方法有一个问题是,无法知道确切的错误原因,所以需要添加一个out参数来返回错误消息。

public bool 方法名( out string errorMessage ) {
    //执行代码,成功返回true,否则返回false
}

由于out参数用起来很麻烦,所以有些人干脆直接返回字符串,用特殊字符代表成功,比如返回”ok”代表成功。

public string 方法名() {
    //执行代码,成功返回"ok",否则返回错误消息
}

随着经验的不断提升,很快就会意识到用方法返回错误不是太方便,主要问题是如果调用栈很长,比如方法A调用方法B,B又调用C,C调用D,现在D出了问题,需要返回到A就要层层返回。所以需要找到一种更高效的错误处理手段,这就是异常。

.Net提供了大量异常类来支持不同的错误类型,所有异常都派生自基类Exception。

刚用上异常的初学者,一般会直接抛出Exception,主要目标是获取抛出的错误消息。

public void 方法名() {
    //执行代码,如果发生错误就执行下面的代码
    throw new Exception("发生错误了,快处理");
}

还有些高标准的团队,要求对业务上所有的错误创建自定义异常,以提供精确和清晰的异常处理方式。

上面两种异常处理方式是两个极端。

直接使用Exception的好处是省力,坏处是无法识别出究竟是系统异常还是业务上的错误,这有什么关系?需要分清系统异常和业务错误的原因是,你可能不想把系统内部的异常暴露给终端客户,比如给客户提示“未将对象引用设置到对象的实例”感觉如何,当然,这可能只是让客户摸不着头脑,还不是很严重,有一些异常会暴露系统的弱点,从而导致更易受攻击。

为每个业务错误创建一个自定义异常,好处是可以对异常精确定位,另外可以方便的为异常处理提供相关数据。这种方式的主要毛病是工作量很大,一般程序员都不会这么干。

现在来考虑我们一般是如何处理异常的?大部分时候,可能只是记录了一个日志,然后将该异常转换为客户端能识别的消息,客户端会把异常消息显示出来。更进一步,可能会识别出系统异常,给客户端提示一个默认消息,比如“系统忙,请稍后再试”,如果是业务错误,就直接显示给客户。

可以看到,只有在你真正需要进行特定异常处理的时候,创建业务错误对应的自定义异常才会有价值,如果你创建出来的自定义异常,仅仅记录了个日志,那就没有多大必要了。

现在的关键是你需要把系统异常和业务错误识别出来,以指示你是否应该把错误消息暴露给客户。我们可以创建一个自定义异常来表示通用的业务错误,我使用Warning来表示这个异常,即业务警告。

单元测试WarningTest的代码如下。

using System;
using System.Text;
using Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting;
using Util.Logs;

namespace Util.Tests {
    /// <summary>
    /// 应用程序异常测试
    /// </summary>
    [TestClass]
    public class WarningTest {

        #region 常量

        /// <summary>
        /// 异常消息
        /// </summary>
        public const string Message = "A";

        /// <summary>
        /// 异常消息2
        /// </summary>
        public const string Message2 = "B";

        /// <summary>
        /// 异常消息3
        /// </summary>
        public const string Message3 = "C";

        /// <summary>
        /// 异常消息4
        /// </summary>
        public const string Message4 = "D";

        #endregion

        #region TestValidate_MessageIsNull(验证消息为空)

        /// <summary>
        /// 验证消息为空
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestValidate_MessageIsNull() {
            Warning warning = new Warning( null, "P1" );
            Assert.AreEqual( string.Empty, warning.Message );
        }

        #endregion

        #region TestCode(设置错误码)

        /// <summary>
        /// 设置错误码
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestCode() {
            Warning warning = new Warning( Message, "P1" );
            Assert.AreEqual( "P1", warning.Code );
        }

        #endregion

        #region TestLogLevel(测试日志级别)

        /// <summary>
        /// 测试日志级别
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestLogLevel() {
            Warning warning = new Warning( Message, "P1", LogLevel.Fatal );
            Assert.AreEqual( LogLevel.Fatal, warning.Level );
        }

        #endregion

        #region TestMessage_OnlyMessage(仅设置消息)

        /// <summary>
        /// 仅设置消息
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestMessage_OnlyMessage() {
            Warning warning = new Warning( Message );
            Assert.AreEqual( Message, warning.Message );
        }

        #endregion

        #region TestMessage_OnlyException(仅设置异常)

        /// <summary>
        /// 仅设置异常
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestMessage_OnlyException() {
            Warning warning = new Warning( GetException() );
            Assert.AreEqual( Message, warning.Message );
        }

        /// <summary>
        /// 获取异常
        /// </summary>
        private Exception GetException() {
            return new Exception( Message );
        }

        #endregion

        #region TestMessage_Message_Exception(设置错误消息和异常)

        /// <summary>
        /// 设置错误消息和异常
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestMessage_Message_Exception() {
            Warning warning = new Warning( Message2, "P1", LogLevel.Fatal, GetException() );
            Assert.AreEqual( string.Format( "{0}\r\n{1}", Message2, Message ), warning.Message );
        }

        #endregion

        #region TestMessage_2LayerException(设置2层异常)

        /// <summary>
        /// 设置2层异常
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestMessage_2LayerException() {
            Warning warning = new Warning( Message3, "P1", LogLevel.Fatal, Get2LayerException() );
            Assert.AreEqual( string.Format( "{0}\r\n{1}\r\n{2}", Message3, Message2, Message ), warning.Message );
        }

        /// <summary>
        /// 获取2层异常
        /// </summary>
        private Exception Get2LayerException() {
            return new Exception( Message2, new Exception( Message ) );
        }

        #endregion

        #region TestMessage_Warning(设置Warning异常)

        /// <summary>
        /// 设置Warning异常
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestMessage_Warning() {
            Warning warning = new Warning( GetWarning() );
            Assert.AreEqual( Message, warning.Message );
        }

        /// <summary>
        /// 获取异常
        /// </summary>
        private Warning GetWarning() {
            return new Warning( Message );
        }

        #endregion

        #region TestMessage_2LayerWarning(设置2层Warning异常)

        /// <summary>
        /// 设置2层Warning异常
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestMessage_2LayerWarning() {
            Warning warning = new Warning( Message3, "", Get2LayerWarning() );
            Assert.AreEqual( string.Format( "{0}\r\n{1}\r\n{2}", Message3, Message2, Message ), warning.Message );
        }

        /// <summary>
        /// 获取2层异常
        /// </summary>
        private Warning Get2LayerWarning() {
            return new Warning( Message2, "", new Warning( Message ) );
        }

        #endregion

        #region TestMessage_3LayerWarning(设置3层Warning异常)

        /// <summary>
        /// 设置3层Warning异常
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestMessage_3LayerWarning() {
            Warning warning = new Warning( Message4, "", Get3LayerWarning() );
            Assert.AreEqual( string.Format( "{0}\r\n{1}\r\n{2}\r\n{3}", Message4, Message3, Message2, Message ), warning.Message );
        }

        /// <summary>
        /// 获取3层异常
        /// </summary>
        private Warning Get3LayerWarning() {
            return new Warning( Message3, "", new Exception( Message2, new Warning( Message ) ) );
        }

        #endregion

        #region 添加异常数据

        /// <summary>
        /// 添加异常数据
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestAdd_1Layer() {
            Warning warning = new Warning( Message );
            warning.Data.Add( "key1", "value1" );
            warning.Data.Add( "key2", "value2" );

            StringBuilder expected = new StringBuilder();
            expected.AppendLine( Message );
            expected.AppendLine( "key1:value1" );
            expected.AppendLine( "key2:value2" );
            Assert.AreEqual( expected.ToString(), warning.Message );
        }

        /// <summary>
        /// 添加异常数据
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void TestAdd_2Layer() {
            Exception exception = new Exception( Message );
            exception.Data.Add( "a", "a1" );
            exception.Data.Add( "b", "b1" );

            Warning warning = new Warning( exception );
            warning.Data.Add( "key1", "value1" );
            warning.Data.Add( "key2", "value2" );

            StringBuilder expected = new StringBuilder();
            expected.AppendLine( Message );
            expected.AppendLine( "a:a1" );
            expected.AppendLine( "b:b1" );
            expected.AppendLine( "key1:value1" );
            expected.AppendLine( "key2:value2" );
            Assert.AreEqual( expected.ToString(), warning.Message );
        }

        #endregion
    }
}

Warning的代码如下。

using System;
using System.Collections;
using System.Text;
using Util.Logs;

namespace Util {
    /// <summary>
    /// 应用程序异常
    /// </summary>
    public class Warning : Exception {

        #region 构造方法

        /// <summary>
        /// 初始化应用程序异常
        /// </summary>
        /// <param name="message">错误消息</param>
        public Warning( string message )
            : this( message, "" ) {
        }

        /// <summary>
        /// 初始化应用程序异常
        /// </summary>
        /// <param name="message">错误消息</param>
        /// <param name="code">错误码</param>
        public Warning( string message, string code )
            : this( message, code, LogLevel.Warning ) {
        }

        /// <summary>
        /// 初始化应用程序异常
        /// </summary>
        /// <param name="message">错误消息</param>
        /// <param name="code">错误码</param>
        /// <param name="level">日志级别</param>
        public Warning( string message, string code, LogLevel level )
            : this( message, code, level, null ) {
        }

        /// <summary>
        /// 初始化应用程序异常
        /// </summary>
        /// <param name="exception">异常</param>
        public Warning( Exception exception )
            : this( "", "", LogLevel.Warning, exception ) {
        }

        /// <summary>
        /// 初始化应用程序异常
        /// </summary>
        /// <param name="message">错误消息</param>
        /// <param name="code">错误码</param>
        /// <param name="exception">异常</param>
        public Warning( string message, string code, Exception exception )
            : this( message, code, LogLevel.Warning, exception ) {
        }

        /// <summary>
        /// 初始化应用程序异常
        /// </summary>
        /// <param name="message">错误消息</param>
        /// <param name="code">错误码</param>
        /// <param name="level">日志级别</param>
        /// <param name="exception">异常</param>
        public Warning( string message, string code, LogLevel level, Exception exception )
            : base( message ?? "", exception ) {
            Code = code;
            Level = level;
            _message = GetMessage();
        }

        /// <summary>
        /// 获取错误消息
        /// </summary>
        private string GetMessage() {
            var result = new StringBuilder();
            AppendSelfMessage( result );
            AppendInnerMessage( result, InnerException );
            return result.ToString().TrimEnd( Environment.NewLine.ToCharArray() );
        }

        /// <summary>
        /// 添加本身消息
        /// </summary>
        private void AppendSelfMessage( StringBuilder result ) {
            if ( string.IsNullOrWhiteSpace( base.Message ) )
                return;
            result.AppendLine( base.Message );
        }

        /// <summary>
        /// 添加内部异常消息
        /// </summary>
        private void AppendInnerMessage( StringBuilder result, Exception exception ) {
            if ( exception == null )
                return;
            if ( exception is Warning ) {
                result.AppendLine( exception.Message );
                return;
            }
            result.AppendLine( exception.Message );
            result.Append( GetData( exception ) );
            AppendInnerMessage( result, exception.InnerException );
        }

        /// <summary>
        /// 获取添加的额外数据
        /// </summary>
        private string GetData( Exception ex ) {
            var result = new StringBuilder();
            foreach ( DictionaryEntry data in ex.Data )
                result.AppendFormat( "{0}:{1}{2}", data.Key, data.Value, Environment.NewLine );
            return result.ToString();
        }

        #endregion

        #region Message(错误消息)

        /// <summary>
        /// 错误消息
        /// </summary>
        private readonly string _message;

        /// <summary>
        /// 错误消息
        /// </summary>
        public override string Message {
            get {
                if ( Data.Count == 0 )
                    return _message;
                return _message + Environment.NewLine + GetData( this );
            }
        }

        #endregion

        #region TraceId(跟踪号)

        /// <summary>
        /// 跟踪号
        /// </summary>
        public string TraceId { get; set; }

        #endregion

        #region Code(错误码)

        /// <summary>
        /// 错误码
        /// </summary>
        public string Code { get; set; }

        #endregion

        #region Level(日志级别)

        /// <summary>
        /// 日志级别
        /// </summary>
        public LogLevel Level { get; set; }

        #endregion

        #region StackTrace(堆栈跟踪)

        /// <summary>
        /// 堆栈跟踪
        /// </summary>
        public override string StackTrace {
            get {
                if ( !string.IsNullOrWhiteSpace( base.StackTrace ) )
                    return base.StackTrace;
                if ( base.InnerException == null )
                    return string.Empty;
                return base.InnerException.StackTrace;
            }
        }

        #endregion
    }
}

需要注意的是,除了给Warning添加了一些有用的属性以外,还重写了Message属性。这是因为当一个异常被抛出以后,其它代码可能会进行拦截,之后这些代码会抛出自己的异常,并把之前的异常包装在自己内部,所以你要访问之前的异常,就需要通过递归的方式访问InnerException,直到InnerException为null。所以大家会在后面看到Warning类不仅被用来充当业务异常,还是一个获取异常全部消息的公共操作类。

最后,再补充一个重构小知识,观察Warning的代码,多个构造方法中,只有参数最多的方法实现了功能,其它构造方法挨个调用,这称为链构造函数。这个手法对于重载方法都适用,不要在每个方法中重复实现代码,把实现代码放到参数最多的方法中,其它重载只是该方法提供了默认值的版本而已。

本文简单介绍了在开发过程中与异常相关的内容,下一篇将回到领域实体,我将介绍如何以规约模式等方式对领域实体进行验证。

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