Обработка исключений
Иногда при выполнении программы возникают ошибки, которые трудно предусмотреть или предвидеть, а иногда и вовсе невозможно. Например, при передачи файла по сети может неожиданно оборваться сетевое подключение. такие ситуации называются исключениями . Язык C# предоставляет разработчикам возможности для обработки таких ситуаций. Для этого в C# предназначена конструкция try. catch. finally .
При использовании блока try. catch..finally вначале выполняются все инструкции в блоке try . Если в этом блоке не возникло исключений, то после его выполнения начинает выполняться блок finally . И затем конструкция try..catch..finally завершает свою работу.
Если же в блоке try вдруг возникает исключение, то обычный порядок выполнения останавливается, и среда CLR начинает искать блок catch , который может обработать данное исключение. Если нужный блок catch найден, то он выполняется, и после его завершения выполняется блок finally.
Если нужный блок catch не найден, то при возникновении исключения программа аварийно завершает свое выполнение.
Рассмотрим следующий пример:
В данном случае происходит деление числа на 0, что приведет к генерации исключения. И при запуске приложения в режиме отладки мы увидим в Visual Studio окошко, которое информирует об исключении:
В этом окошке мы видим, что возникло исключение, которое представляет тип System.DivideByZeroException , то есть попытка деления на ноль. С помощью пункта View Details можно посмотреть более детальную информацию об исключении.
И в этом случае единственное, что нам остается, это завершить выполнение программы.
Чтобы избежать подобного аварийного завершения программы, следует использовать для обработки исключений конструкцию try. catch. finally . Так, перепишем пример следующим образом:
В данном случае у нас опять же возникнет исключение в блоке try, так как мы пытаемся разделить на ноль. И дойдя до строки
выполнение программы остановится. CLR найдет блок catch и передаст управление этому блоку.
После блока catch будет выполняться блок finally.
Таким образом, программа по-прежнему не будет выполнять деление на ноль и соответственно не будет выводить результат этого деления, но теперь она не будет аварийно завершаться, а исключение будет обрабатываться в блоке catch.
Следует отметить, что в этой конструкции обязателен блок try . При наличии блока catch мы можем опустить блок finally:
И, наоборот, при наличии блока finally мы можем опустить блок catch и не обрабатывать исключение:
Однако, хотя с точки зрения синтаксиса C# такая конструкция вполне корректна, тем не менее, поскольку CLR не сможет найти нужный блок catch, то исключение не будет обработано, и программа аварийно завершится.
Обработка исключений и условные конструкции
Ряд исключительных ситуаций может быть предвиден разработчиком. Например, пусть в программе есть метод, который принимает строку, конвертирует ее в число и вычисляет квадрат этого числа:
Если пользователь передаст в метод не число, а строку, которая содежит нецифровые символы, то программа выпадет в ошибку. С одной стороны, здесь как раз та ситуация, когда можно применить блок try..catch , чтобы обработать возможную ошибку. Однако гораздо оптимальнее было бы проверить допустимость преобразования:
Метод int.TryParse() возвращает true , если преобразование можно осуществить, и false — если нельзя. При допустимости преобразования переменная x будет содержать введенное число. Так, не используя try. catch можно обработать возможную исключительную ситуацию.
С точки зрения производительности использование блоков try..catch более накладно, чем применение условных конструкций. Поэтому по возможности вместо try..catch лучше использовать условные конструкции на проверку исключительных ситуаций.
Ошибка: "Исключение не обработано" в конструкторе класса
Возможно, компилятор в operator<< пытается неявно сконвертировать int в Int и вызывает сам себя рекурсивно.
Судя по тексту сообщения об ошибке, у вас переполнился стек. То есть ошибка не в самом классе, а в том, что для создаваемого автоматического объекта нет места в стеке. Такое может быть, например, при неосторожных играх с рекурсией. Или при злоупотреблениями автоматическими объектами большого размера.
Однако, по тому коду, который Вы привели, ничего такого не заметно. Кроме того, он несколько отличается от скриншота (там не видно конструктора по умолчанию). Приведите тот код, на котором реально валится.
C#: обработка ошибок
Исключения, их обработка, и некоторые другие моменты, связанные с ошибками в приложении на C#.
Исключения (Exceptions) и инструкция try
Инструкция try отмечает блок кода как объект для обработки ошибок или очистки. После блока try обязательно должен идти либо блок catch , либо блок finally , либо они оба. Блок catch выполняется, когда внутри блока try возникает ошибка. Блок finally выполняется после того, как прекращает выполнять блок try (или, если присутствует, блок catch ), независимо от того, выполнился ли он до конца или был прерван ошибкой, что позволяет выполнить так называемый код очистки.
Блок catch имеет доступ к объекту исключения ( Exception ), который содержит информацию об ошибке. Блок catch позволяет обработать исключительную ситуацию и как-либо скорректировать ошибку или выбросить новое исключение. Повторное выбрасывание исключения в блоке catch обычно применяется с целью логирования ошибок или чтобы выбросить новое, более специфическое исключение.
Блок finally добавляет в программу прогнозируемость, позволяя выполнить определенный код при любых обстоятельствах. Это может быть полезно для выполнения операций очистки, например, закрытия сетевого подключения и т.д.
В целом конструкция try выглядит следующим образом:
Например, следующий код выбросит ошибку DivideByZeroException (поскольку делить на ноль нельзя) и наша программа завершить досрочно:
Чтобы этого избежать можно использовать конструкцию try :
Обработка исключений довольно ресурсоёмкая операция, поэтому на практике для таких случаев как в примере ее лучше не использовать (лучше непосредственно перед делением проверить делить на равенство нулю).
Когда выбрасывается исключение, CLR проверяет выброшено ли оно непосредственно внутри блока try , который может обработать данное исключение. Если да, выполнение переходит в соответствующий блок catch . Если блок catch успешно завершается, выполнение переходит к следующей после блока try инструкции (если имеется блок finally , то сначала выполняется он). Если же исключение выброшено не внутри блока try или конструкция try не содержит соответствующего блока catch , выполнение переходит в точку вызова метода (при этом сначала выполняется блок finally ), и проверка повторяется снова.
Если не одна функция в стэке вызовов не способна обработать исключение, ошибка выводиться пользователю и программа завершается досрочно.
Оговорка catch
В оговорке catch указывается какой тип исключения она должна перехватывать. Это может быть либо System.Exception , либо его производный класс. Перехватывая непосредственно System.Exception , мы перехватим все возможные ошибки. Это может быть полезно в нескольких случаях:
- программа потенциально должна и может продолжить работать несмотря на ошибки любых типов
- исключение будет выброшено повторно в блоке catch , например, после логирования ошибок
- блок catch является последним в очереди, способным предотвратить аварийное завершение программы
Однако обычно перехватываются исключения более специфического типа, чтобы избежать ситуации, когда обработчику ошибки придется иметь дело с исключением, для которого он не предназначен (например, OutOfMemoryException ).
Можно обработать несколько типов исключений с помощью нескольких оговорок catch:
Что значит исключение не обработано в visual studio
В этой статье (перевод [1]) раскрываются следующие вопросы, касающиеся обработки исключений (Exception):
• Базовые понятия исключений C# (с примерами)
• Общие исключения .NET
• Как создать свои собственные пользовательские типы исключений
• Как найти скрытые исключения .NET
• Как лучше всего документировать и отслеживать исключения C#
[Что такое исключение?]
Исключения (Exceptions) это тип ошибки, которая происходит при выполнении приложения. Ошибки обычно означают появление неожиданных проблем. Тогда как исключения, обработка которых организована в коде, являются ожидаемыми, они происходят в коде приложений по различным причинам.
Приложения используют логику обработки исключений (exception handling) для явной поддержки кодом каких-то неординарных событий. Причины исключений могут быть самые разные — от печально известного NullReferenceException до таймаута обращения к базе данных.
Анатомия исключений C#. Исключения позволяют передать управление из одной части кода в другую часть. Когда срабатывает/выбрасывается исключение (exception thrown), текущий поток выполнения кода секции try прерывается, и запускается выполнение секции catch. Обработка исключений C# осуществляется следующими ключевыми словами: try, catch, finally и throw.
try — блок try инкапсулирует проверяемый на исключение регион кода. Если любая строка кода в этом блоке вызывает срабатывание исключения, то исключение будет обработано соответствующим блоком catch.
catch — когда происходит исключение, запускается блок кода catch. Это то место, где Вы можете обработать исключения и предпринять адекватные для него действия, например записать событие ошибки в лог, прервать работу программы, или может просто игнорировать исключение (когда блок catch пустой).
finally — блок finally позволяет Вам выполнить какой-то определенный код приложения, если исключение сработало, или если оно не сработало. Например, освобождение объекта из памяти, который должен быть освобожден. Часто блок finally опускается, когда обработка исключения подразумевает нормальное дальнейшее выполнение программы — потому блок finally может быть просто заменен обычным кодом, который следует за блоками try и catch.
throw — ключевое слово throw используется для реального создания нового исключения, в результате чего выполнение кода попадет в соответствующие блоки catch и finally.
Пример 1: базовый блок «try catch finally»
На языке C# ключевые слова try и catch используются для определения блока проверяемого кода (блок try catch). Блок try catch помещается вокруг кода, который потенциально может выбросить исключение. Если произошло исключение, то этот блок try catch обработает исключение, гарантируя тем самым, что приложение не выдаст ошибку необработанного исключения (unhandled exception) [5], ошибки пользователя, и эта ошибка не разрушит процесс выполнения приложения.
Ниже приведен простой пример метода, который выбрасывает исключение, и как нужно правильно использовать блок try catch finally для обработки ошибки.
Ваш код обработки исключения на C# может применить несколько операторов catch, предназначенных для разных типов исключений. Это может быть очень полезным — в зависимости от того, что делает код. В предыдущем примере ArgumentNullException возникнет только тогда, когда переданный URL сайта окажется null. WebException происходит из-за широкого массива разных проблем. Перехват определенных типов исключений может помочь в их обработке.
Пример 2: фильтры исключений
Одна из новых функций C# версии 6 был ввод фильтров исключений (exception filters). Они дают Вам еще больше контроля над блоками catch и дальнейшей обработкой определенных исключений. Это помогает точно подстроить код под то, как Вы обрабатываете исключения, и как Вы хотите их обработать.
До C# 6 Вы должны были поймать все типы WebException и обработать их. Теперь Вы можете принять решение только обработать их в определенных сценариях и позволить другому пузырю сценариев до кода который названный этим методом. Вот измененный пример с фильтрами:
[Общие исключения .NET]
Правильная обработка исключения критична для всего кода приложения. Имеется несколько часто используемых стандартных исключений (Common .NET Exceptions). Чаще всего стоит бояться исключения обращения по не инициализированной ссылке (null reference exception). Ниже приведен список общих ошибок, которые Вы будете наблюдать регулярно.
System.NullReferenceException — наиболее общее исключение, связанное с вызовом метода, когда его объект не инициирован.
System.IndexOutOfRangeException — произошла попытка доступа к не существующему элементу массива.
System.IO.IOException — используется в связи с файловыми операциями ввода/вывода (file I/O).
System.Net.WebException — обычно выбрасывается при любых ошибках, связанных с вызовами протокола HTTP.
System.Data.SqlClient.SqlException — различные типы исключений сервера SQL.
System.StackOverflowException — если метод рекурсивно вызывает сам себя, то Вы можете получить это исключение.
System.OutOfMemoryException — если приложение столкнулось с недостатком памяти.
System.InvalidCastException — если Вы попытались сделать приведение типа объекта (cast) к несовместимому типу.
System.InvalidOperationException — общее стандартное исключения в некоторых библиотеках.
System.ObjectDisposedException — попытка использовать объект, который уже освобожден.
[Как создать свои собственные пользовательские типы исключений]
Исключения C# определены как классы, точно так же, как и любой другой объект C#. Все исключения наследуются от базового класса System.Exception. Есть много общих исключений (common exceptions), которые Вы можете использовать в своем собственном коде. Обычно разработчики используют стандартный объект ApplicationException или Exception для выбрасывания пользовательских исключений (custom exceptions). Вы также можете создать свой собственный тип исключения.
Создание своих собственных пользовательских исключений C# в действительности полезно только если Вы хотите перехватить специфический тип исключений и обработать их как-то по-другому. Они также полезны для отслеживания очень специфичного типа исключений, которые Вы считаете экстремально критическими. С помощью пользовательского типа исключений Вы можете проще отслеживать ошибки Вашего приложения и организовывать для них логи с помощью инструментария контроля ошибок.
Ниже приведен пример пользовательского типа исключений — ClientBillingException. Выставление счетов (Billing) это нечто такое, что Вы не захотели бы пропустить, и если такое происходит, то хотелось бы весьма определенным образом разобраться с обработкой такого исключения. С помощью пользовательского типа исключения для для такого события мы можем написать специальный код для исключения. Мы можем также мониторить наше приложение на такой специфический тип исключения, и оповещать человека по вызову, когда это событие произошло.
Преимущества пользовательского типа исключений C#:
• Вызов кода может осуществлять пользовательскую обработку Custom Exception Type
• Возможность пользовательского мониторинга вокруг этого Custom Exception Type
Пример Custom Exception Type:
[Как найти скрытые исключения .NET]
Что такое First Chance Exceptions (исключения первого шанса)? Нормальная ситуация для большого количества исключений быть выброшенными, пойманными и затем проигнорированными. Внутренний код .NET Framework даже выбрасывает некоторые исключения, которые отбрасываются. Одна из функций C# это так называемые исключения первого шанса (first chance exceptions). Это позволяет Вам увидеть каждое выбрасываемое исключение .NET Exception по отдельности.
Код, наподобие приведенного ниже, очень часто встречается в приложениях. Этот код может выбросить (throw) тысячи исключений в минуту, и никто никогда про это бы не узнал. Этот код из приложения, который показывал серьезные проблемы производительности из-за плохой обработки исключений. Исключения произойдут, если reader равен null, columnName равен null, columnName не существует в результатах, значение столбца было null, или если value неправильная для DateTime. Настоящее минное поле ошибок.
Как в Visual Studio разрешить First Chance Exceptions. Когда запускаете приложение в отладчике Visual Studio, Вы можете установить Visual Studio останавливаться (break) в любой момент, когда выбрасывается C# Exception. Это может помочь найти исключения в своем коде, о которых Вы не знали, что они существуют.
Чтобы получить доступ к настройкам исключений, перейдите в меню Debug -> Windows -> Exception Settings (Отладка -> Исключения. это меню доступно при активной сессии отладчика). Под «Common Language Runtime Exceptions» Вы можете выбрать типы исключений, на которых отладчик должен автоматически поставить точку останова. Хорошей мыслью будет поставить здесь везде галочки. Как только код остановится на исключении, Вы можете указать ему игнорировать этот определенный тип исключений, если хотите.
Как просмотреть все исключения с префиксом. Бесплатный Stackify .NET profiler [6] также может показать все Ваши исключения. Подробнее см. статью [7]. Решение Stackify Retrace [8] (платное) для Ваших серверов также может собирать все исключения первого шанса через .NET profiler. Без каких-либо изменений в коде или конфигурации ом может автоматически собрать и показать все исключения.
Как в коде подписаться на First Chance Exceptions. Среда .NET Framework предоставляет способ подписаться на событие, чтобы запускать функцию обратного вызова (callback) в любой момент возникновения исключения. Вы можете использовать это, чтобы перехватить все исключения. Хорошей мыслью организовать потенциальную подписку на исключения, чтобы выводить информацию о них в окно отладки. Это дало бы некоторое отображение текущей ситуации в приложении без загромождения информацией Ваших лог-файлов. Обычно подписка делается один раз при старте приложения — в методе Main() консольного приложения или в коде запуска (startup) web-приложения ASP.NET.
[Как лучше всего документировать и отслеживать исключения C#]
Правильная обработка исключения критична для любого приложения. Ключевой компонент — создание библиотеки записи в лог исключений. Подробнее про это см. статью «C# Logging Best Practices» [9]. Лучше всего записывать исключения с использованием библиотек NLog, Serilog или log4net. Все эти три фреймворка дают Вам возможность записывать исключения в файл. Также они позволяют отправлять Ваши логи различным другим получателям — база данных, система лога Windows (Windows Event Viewer), email, или служба мониторинга ошибок (error monitoring service). Любое исключение в приложении должно быть записано, это критично для поиска проблем в Вашем коде.
Также важно зарегистрировать больше дополнительных деталей по контексту возникновения исключения, что полезно для его диагностики и устранения причин ошибки. Это может быть информация о пользователе, ключевые используемые переменные и т. д.
Почему запись в лог недостаточна. Лог исключений в файле хорошее решение, но это мало подходит для коммерческих приложений, работающих у пользователя. Если Вы не будете отслеживать каждый свой сервер ежедневно, то не узнаете про возникновение исключений.
Служба мониторинга ошибок — ключевой инструмент для любой команды разработки. Она позволяет централизованно собирать все Ваши исключения. Решение [8] предоставляет для этого следующие возможности:
• Централизованный лог исключений
• Просмотр и поиск всех исключений по всем серверам и приложениям
• Уникально идентифицировать каждое исключение
• Принимать оповещения на email о возникновении новых исключений или в случае слишком частого появления ошибок
