[CLR via C#]异常和状态管理

当CLR检测到某个正在运行的.NET应用程序处于一种特殊的正常执行顺序被打断的状态时，会生成一个异常对象来表示这个错误，并将此对象在方法调用堆栈中向上传送。如果一个程序引发了一个异常却没有处理，CLR将会中断此进程。

一、异常处理机制

1.基本语法

try
{
    //可能引发异常的语句
}
catch（Exception e）
{
    //对异常进行处理的语句
}
finally
{
    //"无论如何都要执行的语句"
}

2.finally语句块中也可能发生异常，如果这种情况发生，则先前的异常会被抛弃。如下示例

 class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                Method1();
            }
            catch (NotSupportedException ex)
            {
                Console.WriteLine("Main NotSupportedException");
            }
        }

        private static void Method1()
        {
            try
            {
                Method2();
            }
            catch (IndexOutOfRangeException ex)
            {
                Console.WriteLine("Method1 IndexOutOfRangeException");
            }
        }

        private static void Method2()
        {
            int[] numbers = new int[];

            try
            {
                for (int i = ; i <= ; i++)
                {
                    Console.WriteLine(numbers[i]);
                }
            }
            catch (IndexOutOfRangeException ex)
            {
                Console.WriteLine("Method2 IndexOutOfRangeException");

                throw;
            }
            finally
            {
                throw new NotSupportedException("Method2 finally exception");
            }
        }
    }

3.CLR的"两轮遍历"异常处理策略

当应用程序拥有多层嵌套的异常捕获结构时，如果最底层或中间层发生了异常，CLR将优先在引发异常的那一层搜索catch语句块，看看有没有"兼容"此类型异常的处理代码，如果没有，"跳到"上一层去搜索，如果上一层还没有，继续往上搜索，由此直到方法调用堆栈的最顶层。这就是CLR异常处理策略的第一轮遍历:查找合适的异常处理程序。

如果在某一层找到了异常处理程序，注意，CLR并不会马上执行之，而是回到"事故现场"，再次进行第二轮遍历，执行所有"中间"层次的finally语句块，然后，执行找到的异常处理程序，最后，再从本层开始一直遍历到最顶层，执行所有的finally语句块。但是有一个问题，如果始终没有找到合适的异常处理程序会怎么样，你试试就知道了。

二、catch的"诱惑"

有的程序员害怕让用户看到异常的出现，于是把所有的异常隐藏起来。这种作法其实是应用了一种"鸵鸟"策略，据说当有危险降临而又无法挣脱时，鸵鸟就会将头插入沙中，欺骗自己安全了。现实应用中不建议采取这样的做法来处理异常。

try
{
    //功能代码
}
catch(Eexception ex)
{
    //在此处"吃掉"所有异常，没有任何代码进行异常处理
}

三、CLR异常处理机制探秘

1.方法的异常处理表

        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                int number = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
            }
            catch (FormatException ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
            finally
            {
                Console.WriteLine("finally");
            }
        }

使用ildasm工具反编译出来的代码框架如下所示:

从上述代码中可知:

C#编程语言中的单层的try.catch.finally结构会被转换为"两层嵌套"的类似结构，CLR通过执行leave指令在IL汇编程序的try、catch和finally指令块间跳转，实现所定义的异常捕获和处理逻辑。

单击ildasm的"view"菜单，取消"expand try/catch"选项，可以看到C#编译器生成的IL代码的真面目。

具体功能代码被统一地放置在方法IL代码的前半部分，而用于实现异常捕获的代码放在方法IL代码的后半部分，称为"异常处理表"，"ret"指令是两部分的分界线。C#编译器通过在合适的地方插入leave指令使得其在无异常的情况下，永远执行不到异常处理代码。异常处理表中的每一项代表一个异常处理子句，IL汇编程序使用try、catch、handler和finally关键字，配合相应地址对前面的功能代码自然分块。

2.CLR如何捕获并处理异常

CLR获取引发异常的IL指令地址，然后从上到下地扫描异常处理表，取出每个catch子句".try"关键字后面跟着的用于定位"块"的起始和结束地址，判断一下引发异常的IL指令地址是否落入到此地址范围中，如果中，取出".catch"关键字后跟着的异常类型，比对一下是否与抛出的异常类型一致或相兼容，如果这个条件得到满足，CLR取出".handler"后的两个IL地址，"准备"执行这两个地址范畴的IL指令。"扫描并查找相匹配的catch子句"过程，是CLR异常处理流程的第一轮。

当找到了合适的异常处理代码后，CLR再"回到原地"，再次扫描引发异常方法所包容的异常处理表，这回CLR关注的不再是catch子句，而是finally子句，如果找到了合适的finally子句，CLR执行finally子句所指令的处理指令。"扫描并查找相匹配的finally子句"过程，是CLR处理异常流程的第二轮。