异常处理语句 - throw、try-catch、try-finally 和 try-catch-finally

使用 throw 和 try 语句来处理异常。 使用 throw 语句引发异常。 使用 try 语句捕获和处理在执行代码块期间可能发生的异常。

throw 语句

throw 语句引发异常：

if (shapeAmount <= 0)
{
    throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(shapeAmount), "Amount of shapes must be positive.");
}

在 throw e; 语句中，表达式 e 的结果必须隐式转换为 System.Exception。

可以使用内置异常类，例如 ArgumentOutOfRangeException 或 InvalidOperationException。 .NET 还提供了以下在某些情况下引发异常的帮助程序方法：ArgumentNullException.ThrowIfNull 和 ArgumentException.ThrowIfNullOrEmpty。 还可以定义自己的派生自 System.Exception 的异常类。 有关详细信息，请参阅创建和引发异常。

在 catch 块内，可以使用 throw; 语句重新引发由 catch 块处理的异常：

try
{
    ProcessShapes(shapeAmount);
}
catch (Exception e)
{
    LogError(e, "Shape processing failed.");
    throw;
}

注意

throw; 保留异常的原始堆栈跟踪，该跟踪存储在 Exception.StackTrace 属性中。 与此相反，throw e; 更新 e 的 StackTrace 属性。

引发异常时，公共语言运行时 (CLR) 将查找可以处理此异常的 catch 块。 如果当前执行的方法不包含此类 catch 块，则 CLR 查看调用了当前方法的方法，并以此类推遍历调用堆栈。 如果未找到 catch 块，CLR 将终止正在执行的线程。 有关详细信息，请参阅 C# 语言规范的如何处理异常部分。

throw 表达式

还可以将 throw 用作表达式。 这在很多情况下可能很方便，包括：

• 条件运算符。 以下示例使用 throw 表达式在传递的数组 args 为空时引发 ArgumentException：

  string first = args.Length >= 1 
      ? args[0]
      : throw new ArgumentException("Please supply at least one argument.");
  

• null 合并运算符。 以下示例使用 throw 表达式在要分配给属性的字符串为 null 时引发 ArgumentNullException：

  public string Name
  {
      get => name;
      set => name = value ??
          throw new ArgumentNullException(paramName: nameof(value), message: "Name cannot be null");
  }
  

• expression-bodied lambda 或方法。 以下示例使用 throw 表达式引发 InvalidCastException，以指示不支持转换为 DateTime 值：

  DateTime ToDateTime(IFormatProvider provider) =>
           throw new InvalidCastException("Conversion to a DateTime is not supported.");
  

try 语句

可以通过以下任何形式使用 try 语句：try-catch - 处理在 try 块内执行代码期间可能发生的异常，try-finally - 指定在控件离开 try 块时执行的代码，以及 try-catch-finally - 作为上述两种形式的组合。

try-catch 语句

使用 try-catch 语句处理在执行代码块期间可能发生的异常。 将代码置于 try 块中可能发生异常的位置。 使用 catch 子句指定要在相应的 catch 块中处理的异常的基类型：

try
{
    var result = Process(-3, 4);
    Console.WriteLine($"Processing succeeded: {result}");
}
catch (ArgumentException e)
{
    Console.WriteLine($"Processing failed: {e.Message}");
}

可以提供多个 catch 子句：

try
{
    var result = await ProcessAsync(-3, 4, cancellationToken);
    Console.WriteLine($"Processing succeeded: {result}");
}
catch (ArgumentException e)
{
    Console.WriteLine($"Processing failed: {e.Message}");
}
catch (OperationCanceledException)
{
    Console.WriteLine("Processing is cancelled.");
}

发生异常时，将从上到下按指定顺序检查 catch 子句。 对于任何引发的异常，最多只执行一个 catch 块。 如前面的示例所示，可以省略异常变量的声明，并在 catch 子句中仅指定异常类型。 没有任何指定异常类型的 catch 子句与任何异常匹配，如果存在，则必须是最后一个 catch 子句。

如果要重新引发捕获的异常，请使用 throw 语句，如以下示例所示：

try
{
    var result = Process(-3, 4);
    Console.WriteLine($"Processing succeeded: {result}");
}
catch (Exception e)
{
    LogError(e, "Processing failed.");
    throw;
}

注意

throw; 保留异常的原始堆栈跟踪，该跟踪存储在 Exception.StackTrace 属性中。 与此相反，throw e; 更新 e 的 StackTrace 属性。

when 异常筛选器

除了异常类型之外，还可以指定异常筛选器，该筛选器进一步检查异常并确定相应的 catch 块是否处理该异常。 异常筛选器是遵循 when 关键字的布尔表达式，如以下示例所示：

try
{
    var result = Process(-3, 4);
    Console.WriteLine($"Processing succeeded: {result}");
}
catch (Exception e) when (e is ArgumentException || e is DivideByZeroException)
{
    Console.WriteLine($"Processing failed: {e.Message}");
}

前面的示例使用异常筛选器提供单个 catch 块来处理两个指定类型的异常。

可以为相同异常类型提供若干 catch 子句，如果它们通过异常筛选器区分。 其中一个子句可能没有异常筛选器。 如果存在此类子句，则它必须是指定该异常类型的最后一个子句。

如果 catch 子句具有异常筛选器，则可以指定与 catch 子句之后出现的异常类型相同或小于派生的异常类型。 例如，如果存在异常筛选器，则 catch (Exception e) 子句不需要是最后一个子句。

异步和迭代器方法中的异常

如果异步函数中发生异常，则等待函数的结果时，它会传播到函数的调用方，如以下示例所示：

public static async Task Run()
{
    try
    {
        Task<int> processing = ProcessAsync(-1);
        Console.WriteLine("Launched processing.");

        int result = await processing;
        Console.WriteLine($"Result: {result}.");
    }
    catch (ArgumentException e)
    {
        Console.WriteLine($"Processing failed: {e.Message}");
    }
    // Output:
    // Launched processing.
    // Processing failed: Input must be non-negative. (Parameter 'input')
}

private static async Task<int> ProcessAsync(int input)
{
    if (input < 0)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(input), "Input must be non-negative.");
    }

    await Task.Delay(500);
    return input;
}

如果迭代器方法中发生异常，则仅当迭代器前进到下一个元素时，它才会传播到调用方。

try-finally 语句

在 try-finally 语句中，当控件离开 try 块时，将执行 finally 块。 控件可能会离开 try 块，因为

• 正常执行，
• 执行 jump 语句（即 return、break、continue 或 goto），或
• 从 try 块中传播异常。

以下示例使用 finally 块在控件离开方法之前重置对象的状态：

public async Task HandleRequest(int itemId, CancellationToken ct)
{
    Busy = true;

    try
    {
        await ProcessAsync(itemId, ct);
    }
    finally
    {
        Busy = false;
    }
}

还可以使用 finally 块来清理 try 块中使用的已分配资源。

注意

当资源类型实现 IDisposable 或 IAsyncDisposable 接口时，请考虑 using 语句。 using 语句可确保在控件离开 using 语句时释放获取的资源。 编译器将 using 语句转换为 try-finally 语句。

finally 块的执行取决于操作系统是否选择触发异常解除操作。 未执行 finally 块的唯一情况涉及立即终止程序。 例如，由于 Environment.FailFast 调用或 OverflowException 或 InvalidProgramException 异常，可能会发生此类终止。 大多数操作系统在停止和卸载进程的过程中执行合理的资源清理。

try-catch-finally 语句

使用 try-catch-finally 语句来处理在执行 try 块期间可能发生的异常，并指定在控件离开 try 语句时必须执行的代码：

public async Task ProcessRequest(int itemId, CancellationToken ct)
{
    Busy = true;

    try
    {
        await ProcessAsync(itemId, ct);
    }
    catch (Exception e) when (e is not OperationCanceledException)
    {
        LogError(e, $"Failed to process request for item ID {itemId}.");
        throw;
    }
    finally
    {
        Busy = false;
    }

}

当 catch 块处理异常时，finally 块在执行该 catch 块后执行（即使执行 catch 块期间发生另一个异常）。 有关 catch 和 finally 块的信息，请分别参阅 try-catch 语句和 try-finally 语句 部分。

C# 语言规范

有关更多信息，请参阅 C# 语言规范的以下部分：

• throw 语句
• try 语句
• 异常

另请参阅

• 异常和异常处理
• 在 .NET 中处理和引发异常
• 引发首选项（样式规则 IDE0016）
• AppDomain.FirstChanceException
• AppDomain.UnhandledException
• TaskScheduler.UnobservedTaskException