编辑“︁C Sharp 异常传播”︁

= C#异常传播 =  
'''异常传播'''是C#异常处理机制的核心概念之一，指当代码中抛出异常时，运行时系统会沿着调用堆栈向上查找能够处理该异常的catch块的过程。理解异常传播的规则对于编写健壮的程序至关重要。  

== 基本概念 ==  
在C#中，异常传播遵循以下原则：  
1. 当异常被抛出（通过{{code|throw}}关键字或运行时自动抛出）时，程序会立即终止当前代码块的执行。  
2. 运行时系统从当前方法开始，沿着调用堆栈逐层向上搜索匹配的{{code|catch}}块。  
3. 如果找到匹配的{{code|catch}}块，则执行该块中的代码；如果未找到，程序将终止并显示未处理的异常信息。  

=== 传播路径示例 ===  
以下代码演示异常传播的基本流程：  

<syntaxhighlight lang="csharp">  
using System;  

class Program  
{  
    static void MethodA()  
    {  
        Console.WriteLine("MethodA开始执行");  
        throw new InvalidOperationException("测试异常");  
    }  

    static void MethodB()  
    {  
        Console.WriteLine("MethodB开始执行");  
        MethodA();  
    }  

    static void Main()  
    {  
        try  
        {  
            MethodB();  
        }  
        catch (InvalidOperationException ex)  
        {  
            Console.WriteLine($"捕获异常: {ex.Message}");  
        }  
    }  
}  
</syntaxhighlight>  

'''输出：'''  
<pre>  
MethodB开始执行  
MethodA开始执行  
捕获异常: 测试异常  
</pre>  

'''解释：'''  
1. {{code|MethodA}}抛出异常后，运行时检查其内部是否有匹配的{{code|catch}}块（此处无）。  
2. 异常传播到调用者{{code|MethodB}}，同样未找到处理逻辑。  
3. 最终异常到达{{code|Main}}方法中的{{code|try-catch}}块，被成功捕获。  

== 传播规则详解 ==  
=== 调用堆栈分析 ===  
异常传播的路径可以通过调用堆栈（Call Stack）可视化。以下Mermaid图展示上述示例的传播路径：  

<mermaid>  
graph TD  
    Main -->|调用| MethodB  
    MethodB -->|调用| MethodA  
    MethodA -->|抛出异常| ExceptionHandler[Main中的catch块]  
</mermaid>  

=== 未处理异常 ===  
如果异常未被任何{{code|catch}}块捕获，程序会终止并显示错误信息。例如：  

<syntaxhighlight lang="csharp">  
static void Main()  
{  
    MethodB(); // 无try-catch块  
}  
</syntaxhighlight>  

'''输出：'''  
<pre>  
未处理的异常: System.InvalidOperationException: 测试异常  
</pre>  

== 高级主题 ==  
=== 异常过滤器 ===  
C# 6.0引入的异常过滤器（Exception Filters）允许在{{code|catch}}块中附加条件：  

<syntaxhighlight lang="csharp">  
try  
{  
    MethodB();  
}  
catch (InvalidOperationException ex) when (ex.Message.Contains("测试"))  
{  
    Console.WriteLine("条件捕获成功");  
}  
</syntaxhighlight>  

=== 重新抛出异常 ===  
使用{{code|throw}}关键字重新抛出异常时，原始堆栈信息会被保留：  

<syntaxhighlight lang="csharp">  
try  
{  
    MethodB();  
}  
catch (Exception)  
{  
    Console.WriteLine("记录错误后重新抛出");  
    throw; // 保留原始堆栈  
}  
</syntaxhighlight>  

== 实际应用场景 ==  
=== 分层架构中的异常处理 ===  
在多层应用程序（如Web服务）中，异常通常从数据访问层传播到业务逻辑层，最终由UI层处理：  

<mermaid>  
graph LR  
    DAL[数据访问层] -->|抛出SQL异常| BLL[业务逻辑层]  
    BLL -->|包装为自定义异常| UI[用户界面层]  
    UI -->|显示友好错误| User  
</mermaid>  

=== 日志记录中间件 ===  
在ASP.NET Core中，中间件可以全局捕获异常并记录日志：  

<syntaxhighlight lang="csharp">  
app.Use(async (context, next) =>  
{  
    try  
    {  
        await next();  
    }  
    catch (Exception ex)  
    {  
        logger.LogError(ex, "全局异常捕获");  
        throw;  
    }  
});  
</syntaxhighlight>  

== 数学表示 ==  
异常传播的路径可以形式化表示为：  
<math>  
\text{传播路径} = \begin{cases}  
\text{当前方法} \rightarrow \text{调用者}_1 \rightarrow \cdots \rightarrow \text{调用者}_n & \text{直到找到catch块} \\  
\text{程序终止} & \text{若未找到}  
\end{cases}  
</math>  

== 总结 ==  
* 异常传播是自底向上搜索处理逻辑的过程。  
* 使用{{code|throw}}重新抛出异常时需注意堆栈信息的保留。  
* 在实际项目中，应规划清晰的异常处理层次结构。  

通过理解异常传播机制，开发者可以更有效地调试代码并设计鲁棒的错误处理策略。

[[Category:编程语言]]
[[Category:C Sharp]]
[[Category:C Sharp 异常处理]]