Exceptions và xử lý Exception trong C#

1. Mô tả

Các tính năng xử lý exception của ngôn ngữ C# giúp bạn đối phó với bất kỳ tình huống bất ngờ hoặc ngoại lệ nào xảy ra khi một chương trình đang chạy. Xử lý exception sử dụng các từ khóa try, catch và finally để thử các hành động có thể không thành công, để xử lý các trường hợp thất bại khi bạn quyết định rằng làm như vậy là hợp lý và để dọn dẹp tài nguyên sau đó. Các exception có thể được tạo bởi thời gian chạy ngôn ngữ chung (CLR), .NET hoặc các thư viện của bên thứ ba hoặc bởi code của ứng dụng của bạn. Các ngoại lệ được tạo bằng cách sử dụng từ khóa throw.

Trong nhiều trường hợp, một exception có thể được đưa ra không phải bởi một phương thức mà code của bạn đã gọi trực tiếp, mà bởi một phương thức khác nằm sâu hơn trong đó. Khi một exception được throw xảy ra, CLR sẽ giải phóng bộ nhớ, tìm kiếm một phương thức có khối catch cho loại exception cụ thể và nó sẽ thực thi khối catch đầu tiên nếu được tìm thấy. Nếu nó không tìm thấy khối bắt thích hợp ở bất kỳ đâu, nó sẽ kết thúc quá trình và hiển thị thông báo cho người dùng.

Trong ví dụ này, một phương pháp kiểm tra phép chia cho 0 và bắt lỗi. Nếu không có biện pháp xử lý ngoại lệ, chương trình này sẽ kết thúc với một lỗi SplitByZeroException đã được xử lý.

public class ExceptionTest
{
    static double SafeDivision(double x, double y)
    {
        if (y == 0)
            throw new DivideByZeroException();
        return x / y;
    }

    public static void Main()
    {
        // Input for test purposes. Change the values to see
        // exception handling behavior.
        double a = 98, b = 0;
        double result;

        try
        {
            result = SafeDivision(a, b);
            Console.WriteLine("{0} divided by {1} = {2}", a, b, result);
        }
        catch (DivideByZeroException)
        {
            Console.WriteLine("Attempted divide by zero.");
        }
    }
}

2. Tổng quan về Exception

exception có các thuộc tính sau:

• Ngoại lệ là kiểu đều bắt nguồn từ System.Exception.
• Sử dụng khối try xung quanh các câu lệnh có thể tạo ra các exception.
• Khi một exception xảy ra trong khối try, luồng điều khiển sẽ chuyển đến trình xử lý ngoại lệ được liên kết đầu tiên có ở bất kỳ đâu trong ngăn xếp cuộc gọi. Trong C #, từ khóa catch được sử dụng để định nghĩa một trình xử lý ngoại lệ.
• Nếu không có trình xử lý exception nào cho một exception nhất định, chương trình sẽ ngừng thực thi với một thông báo lỗi.
• Đừng bắt một exception trừ khi bạn có thể xử lý nó và để ứng dụng ở trạng thái đã biết. Nếu bạn bắt System.Exception, hãy ném lại nó bằng cách sử dụng từ khóa throw ở cuối khối catch.
• Nếu một khối catch xác định một biến exception, bạn có thể sử dụng nó để lấy thêm thông tin về loại exception đã xảy ra.
• Các exception có thể được tạo một cách rõ ràng bởi một chương trình bằng cách sử dụng từ khóa throw.
• Các đối tượng exception chứa thông tin chi tiết về lỗi, chẳng hạn như trạng thái của ngăn xếp cuộc gọi và mô tả về lỗi.
• Mã trong khối finally được thực thi ngay cả khi một exception được ném ra. Sử dụng khối finally để giải phóng tài nguyên, chẳng hạn như để đóng bất kỳ luồng hoặc tệp nào đã được mở trong khối try.

2. Sử dụng Exception

Trong C#, các lỗi trong chương trình tại thời điểm chạy được truyền thông qua chương trình bằng cách sử dụng một cơ chế được gọi là exception. Các exception được đưa ra bởi code của chương trình gặp lỗi và bị bắt bởi code có thể sửa lỗi. Các exception có thể được throw bởi thời gian chạy .NET hoặc bằng code của chương trình. Khi một exception được xuất ra, nó sẽ truyền lên ngăn xếp cuộc gọi cho đến khi một câu lệnh catch cho exception được tìm thấy. Các exception chưa được xử lý được xử lý bởi một trình xử lý exception chung được cung cấp bởi hệ thống hiển thị dialog.

Các exception được đại diện bởi các lớp dẫn xuất từ Exception. Lớp này xác định loại exception và chứa các thuộc tính có thông tin chi tiết về exception. Việc xuất ra một exception bao gồm việc tạo một instance của một lớp dẫn xuất exception, cấu hình tùy chọn các thuộc tính của exception, sau đó xuất đối tượng bằng cách sử dụng từ khóa throw. Ví dụ:

using System;
using System.IO;

namespace Exceptions
{
    public class CatchOrder
    {
        public static void Main()
        {
            try
            {
                using (var sw = new StreamWriter("./test.txt"))
                {
                    sw.WriteLine("Hello");
                }
            }
            // Put the more specific exceptions first.
            catch (DirectoryNotFoundException ex)
            {
                Console.WriteLine(ex);
            }
            catch (FileNotFoundException ex)
            {
                Console.WriteLine(ex);
            }
            // Put the least specific exception last.
            catch (IOException ex)
            {
                Console.WriteLine(ex);
            }
            Console.WriteLine("Done");
        }
    }
}

Trước khi khối catch được thực thi, thời gian chạy sẽ kiểm tra các khối finally. Các khối finally cho phép lập trình viên dọn dẹp mọi trạng thái không rõ ràng có thể còn sót lại từ khối try bị hủy bỏ hoặc giải phóng bất kỳ tài nguyên bên ngoài nào (chẳng hạn như trình xử lý đồ họa, kết nối cơ sở dữ liệu hoặc luồng tệp) mà không cần đợi bộ thu gom rác trong thời gian chạy để hoàn thiện các đối tượng. Ví dụ:

static void TestFinally()
{
    FileStream? file = null;
    //Change the path to something that works on your machine.
    FileInfo fileInfo = new System.IO.FileInfo("./file.txt");

    try
    {
        file = fileInfo.OpenWrite();
        file.WriteByte(0xF);
    }
    finally
    {
        // Closing the file allows you to reopen it immediately - otherwise IOException is thrown.
        file?.Close();
    }

    try
    {
        file = fileInfo.OpenWrite();
        Console.WriteLine("OpenWrite() succeeded");
    }
    catch (IOException)
    {
        Console.WriteLine("OpenWrite() failed");
    }
}

Nếu WriteByte () xuất ra một exception, code trong khối try thứ hai cố gắng mở lại file sẽ không thành công nếu tệp.Close () không được gọi và file sẽ vẫn bị khóa. Bởi vì các khối finally được thực thi ngay cả khi một exception được xuất ra, khối finally trong ví dụ trước cho phép file được đóng chính xác và giúp tránh lỗi.

Nếu không tìm thấy khối catch tương thích nào trên ngăn xếp cuộc gọi sau khi một exception được xuất ra, một trong ba điều sẽ xảy ra:

• Nếu exception nằm trong Finalize, Finalize sẽ bị hủy bỏ và base finalizer, nếu có, sẽ được gọi.
• Nếu ngăn xếp cuộc gọi chứa một phương thức khởi tạo static hoặc một trình khởi tạo statuc, thì một TypeInitializationException sẽ được xuất ra, với exception ban đầu được gán cho thuộc tính InnerException của exception mới.
• Nếu đạt đến điểm bắt đầu của thread, thì thread đó sẽ bị kết thúc.