重构的乐趣在于精简代码,模块化设计,解耦功能……而对异常处理的重构则刚好满足上述三个方面,下面是我的一点小心得。

一、相关的学习

在文章《精简自己20%的代码》中,讨论了异常的统一处理,并通过对异常处理的封装达到精简代码的目的。具体有两种处理方法:

  1. 方法1:封装一个包含try{}catch{}finally{}的异常处理逻辑的方法类,将别的方法作为参数传入该方法,在页面内调用封装后的方法,大体代码如下:

    1. public class Process
    2. {
    3. public static bool Execute(Action action)
    4. {
    5. try
    6. {
    7. action.Invoke();
    8. return true;
    9. }
    10. catch (Exception ex)
    11. {
    12. return false;
    13. }
    14. finally
    15. {
    16. }
    17. }
    18. }
  2. 方法2:利用Attribute,为方法加上特性进行拦截式的统一处理(文章内貌似没有详细说明)
二、在MVC站点上的应用

先简单回顾一下以前的知识:

以标准的三层结构来说,MVC对应表现层,其中Controller中的Action负责收集数据并把数据传递给业务逻辑层的功能;逻辑层通过调用数据访问层,获取数据并进行相应的业务逻辑处理,最终将处理后的数据返回至Model。最后将Model与View结合形成展现给终端用户浏览的页面。如下图:

按照方法1的思路,在Action里调用逻辑层方法的时候,用封装好的异常处理方法来包装一下,代码如下:

  1. public ActionResult Index(int id)
  2. {
  3. Boolean result = false; //接收返回的值
  4. Process.Execute(() => result = Save(id)); //执行方法
  5. return View();
  6. }

还可以利用Lambda我们可以包装更为复杂的逻辑,且不一定需要返回bool值:

  1. public ActionResult Index()
  2. {
  3. Process.Execute(()=>
  4. {
  5. ... //更为复杂的逻辑
  6. });
  7. return View();
  8. }

这样会在Action里包含大量的Process.Execute方法的调用,如果移至逻辑层里进行封装,则在逻辑层里会产生大量重复的代码,还是不够精简。而且这段代码不但手动重复书写,也没有和逻辑层的功能解耦,没有实现模块化。因此还需要继续重构。

三、MVC过滤器

从方法2使用Attribute的思路很容易就能想到MVC的过滤器,利用过滤器的拦截功能能很好的按照AOP思想实现异常处理,并解耦于逻辑层的模块。关于MVC过滤器的介绍,网上的文章很多,推荐《MVC过滤器详解》。这里要着重说一下过滤器的执行顺序。

  • 一般的过滤器执行顺序
  1. IAuthorizationFilter->OnAuthorization(授权)
  2. IActionFilter          ->OnActionExecuting(行为)
  3. Action
  4. IActionFilter          ->OnActionExecuted(行为)
  5. IResultFilter          ->OnResultExecuting(结果)
  6. View
  7. IResultFilter          ->OnResultExecuted(结果)
  8. *IExceptionFilter    ->OnException(异常),此方法并不在以上的顺序执行中,有异常发生时即会执行,有点类似于中断
  • 当同时在Controller和Action中都设置了过滤器后,执行顺序一般是由外到里,即“全局”->“控制器”->“行为”
  1. Controller->IAuthorizationFilter->OnAuthorization
  2. Action     ->IAuthorizationFilter->OnAuthorization
  3. Controller->IActionFilter          ->OnActionExecuting
  4. Action     ->IActionFilter          ->OnActionExecuting
  5. Action
  6. Action     ->IActionFilter          ->OnActionExecuted
  7. Controller->IActionFilter          ->OnActionExecuted
  8. Controller->IResultFilter          ->OnResultExecuting
  9. Action     ->IResultFilter          ->OnActionExecuting
  10. Action     ->IResultFilter          ->OnActionExecuted
  11. Controller->IResultFilter          ->OnActionExecuted
  • 因为异常是从里往外抛,因次异常的处理顺序则刚好相反,一般是由里到外,即“行为”->“控制器”->“全局”
  1. Action     ->IExceptionFilter->OnException
  2. Controller->IExceptionFilter->OnException
四、系统自带的异常处理

我们习惯使用的过滤器,要么是为Action加上Attribute,要么就是为Controller加上Attribute。上面所说的全局过滤器是怎么回事呢?先看看Gloabal里的代码:

  1. protected void Application_Start()
  2. {
  3. //注册Area
  4. AreaRegistration.RegisterAllAreas();
  5. //注册过滤器
  6. RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters);
  7. //注册路由
  8. RegisterRoutes(RouteTable.Routes);
  9. }
  10.  
  11. public static void RegisterGlobalFilters(GlobalFilterCollection filters)
  12. {
  13. filters.Add(new HandleErrorAttribute());
  14. }

由上可知,在应用程序启动的时候就已经注册了全局过滤器,HandleErrorAttribute就是系统自带的异常过滤器。在这注册的全局过滤器,可以不用到每个Controller或者是每个Action去声明,直接作用于全局了,即可以捕捉整个站点的所有异常。看看它的源码是怎么处理异常的:

  1. public virtual void OnException(ExceptionContext filterContext)
  2. {
  3. if (filterContext == null)
  4. {
  5. throw new ArgumentNullException("filterContext");
  6. }
  7. if (!filterContext.IsChildAction && (!filterContext.ExceptionHandled && filterContext.HttpContext.IsCustomErrorEnabled))
  8. {
  9. Exception innerException = filterContext.Exception;
  10. if ((new HttpException(null, innerException).GetHttpCode() == ) && this.ExceptionType.IsInstanceOfType(innerException))
  11. {
  12. string controllerName = (string) filterContext.RouteData.Values["controller"];
  13. string actionName = (string) filterContext.RouteData.Values["action"];
  14. HandleErrorInfo model = new HandleErrorInfo(filterContext.Exception, controllerName, actionName);
  15. ViewResult result = new ViewResult {
  16. ViewName = this.View,
  17. MasterName = this.Master,
  18. ViewData = new ViewDataDictionary<HandleErrorInfo>(model),
  19. TempData = filterContext.Controller.TempData
  20. };
  21. filterContext.Result = result;
  22. filterContext.ExceptionHandled = true;
  23. filterContext.HttpContext.Response.Clear();
  24. filterContext.HttpContext.Response.StatusCode = ;
  25. filterContext.HttpContext.Response.TrySkipIisCustomErrors = true;
  26. }
  27. }
  28. }

HandleErrorAttribute的异常处理逻辑里,生成了一个HandleErrorInfo类的Model,并设置返回的结果为一个新生成的ViewResult。这个视图默认的ViewName是Error,对应于Share文件夹里的Error视图。而自带的Error视图没有用到HandleErrorInfo的Model,因此公开的信息也不是很多,可以根据具体的需求改造一下。例如:

  1. @model HandleErrorInfo
  2. <br />
  3. <div class="container">
  4. <div class="alert alert-error">
  5. <h4>
  6. Exception:</h4>
  7. <br />
  8. <p>
  9. There was a <b>@Model.Exception.GetType().Name</b> while rendering <b>@Model.ControllerName</b>'s <b>@Model.ActionName</b> action.</p>
  10. <p>
  11. @Model.Exception.Message
  12. </p>
  13. </div>
  14. <div class="alert">
  15. <h4>
  16. Stack trace:</h4>
  17. <br />
  18. <pre>@Model.Exception.StackTrace</pre>
  19. </div>
  20. </div>

这个过滤器要能起效,还需要在配置文件中配置一下:

  1. <customErrors mode="On" />
五、自定义的异常统一处理

在实现异常的统一处理之前,先来明确一下需求:

  1. 站点所有页面在异常发生后,均需要记录异常日志,并转向错误提示页面(异常内容的详略程度由具体需求决定)
  2. 所有返回JSON数据的异步请求,不但需要记录异常日志,而且需要向客户端返回JSON格式的错误信息提示,而不是转向错误提示页面(异步请求也不可能转向错误提示页面)
  3. 采用AOP思想,将异常处理解耦
  4. 尽量精简声明Attribute的重复代码

实现1和3:

因为整个站点均需要记录异常日志,因此需要设计一个异常日志记录的过滤器(LogExceptionAttribute)进行拦截处理,这样既体现了AOP思想又满足了解耦的需要。代码如下:

  1. [AttributeUsage(AttributeTargets.Class, Inherited = true, AllowMultiple = false)]
  2. public class LogExceptionAttribute : HandleErrorAttribute
  3. {
  4. public override void OnException(ExceptionContext filterContext)
  5. {
  6. if (!filterContext.ExceptionHandled)
  7. {
  8. string controllerName = (string)filterContext.RouteData.Values["controller"];
  9. string actionName = (string)filterContext.RouteData.Values["action"];
  10. string msgTemplate = "在执行 controller[{0}] 的 action[{1}] 时产生异常";
  11. LogManager.GetLogger("LogExceptionAttribute").Error(string.Format(msgTemplate, controllerName, actionName), filterContext.Exception);
  12. }
  13.  
  14. base.OnException(filterContext);
  15. }
  16. }

LogExceptionAttribute继承了HandleErrorAttribute,重写的OnException方法在记录异常日志后,通过调用base.OnException回到了系统默认的异常处理上,实现了向错误页面的跳转。

LogExceptionAttribute设置了自己的AttributeUsage特性,AttributeTargets.Class指定该过滤器只能用于类一级,即Controller;AllowMultiple = false设置不允许多次执行,即仅在Controller级执行一次。

实现4:

很明显,因为记录异常日志的需求是全局性的,因此采用注册全局性的过滤器,就能满足尽量精简代码的需求。在Gloabal注册过滤器时增加如下代码:

  1. public static void RegisterGlobalFilters(GlobalFilterCollection filters)
  2. {
  3. filters.Add(new HandleErrorAttribute());
  4. filters.Add(new LogExceptionAttribute());
  5. }

实现2:

返回JSON格式的错误信息不是全局性的,只是某些特定的Action才需要,因此需要设计一个异常过滤器专门返回异常的JSON信息。这个过滤器应该只需要作用于Action即可。根据之前的异常处理顺序,先里后外的原则,在处理异常时,会先处理这个JSON异常过滤器,再处理之前定义的LogExceptionAttribute,从而实现了返回JSON错误信息的同时并记录了异常日志。代码如下:

  1. [AttributeUsage(AttributeTargets.Method, Inherited = true, AllowMultiple = false)]
  2. public class JsonExceptionAttribute : HandleErrorAttribute
  3. {
  4. public override void OnException(ExceptionContext filterContext)
  5. {
  6. if (!filterContext.ExceptionHandled)
  7. {
  8. //返回异常JSON
  9. filterContext.Result = new JsonResult
  10. {
  11. Data = new { Success = false, Message = filterContext.Exception.Message }
  12. };
  13. }
  14. }
  15. }

JsonExceptionAttribute里会生成一个新的JsonResult对象,并赋值给返回结果(当然,这里也需要统一整个站点的JSON返回格式);同时通过AttributeTargets.Method指定该过滤器只能用于方法一级,即对应Action。

需要注意的是,不需要调用base.OnException,否则会跳过LogExceptionAttribute先执行HandleErrorAttribute的处理逻辑,从而返回结果不再是JsonResult,而是ViewResult,客户端也就无法处理非JSON的结果了。

这里也不需要设置filterContext.ExceptionHandled = true,否则在LogExceptionAttribute处理时,因为 !filterContext.ExceptionHandled 的判断条件,LogExceptionAttribute的逻辑不会执行,也就不会记录异常日志了。

使用时,仅需要在Action上声明这个特性即可。代码如下:

  1. [HttpPost]
  2. [JsonException]
  3. public JsonResult Add(string ip, int port)
  4. {
  5. ... //处理逻辑
  6. return Json(new { Success = true, Message = "添加成功" });
  7. }

为了配合JsonExceptionAttribute的正常运行,LogExceptionAttribute也需要做相应的改动:

  1. [AttributeUsage(AttributeTargets.Class, Inherited = true, AllowMultiple = false)]
  2. public class LogExceptionAttribute : HandleErrorAttribute
  3. {
  4. public override void OnException(ExceptionContext filterContext)
  5. {
  6. if (!filterContext.ExceptionHandled)
  7. {
  8. string controllerName = (string)filterContext.RouteData.Values["controller"];
  9. string actionName = (string)filterContext.RouteData.Values["action"];
  10. string msgTemplate = "在执行 controller[{0}] 的 action[{1}] 时产生异常";
  11. LogManager.GetLogger("LogExceptionAttribute").Error(string.Format(msgTemplate, controllerName, actionName), filterContext.Exception);
  12. }
  13.  
  14. if (filterContext.Result is JsonResult)
  15. {
  16. //当结果为json时,设置异常已处理
  17. filterContext.ExceptionHandled = true;
  18. }
  19. else
  20. {
  21. //否则调用原始设置
  22. base.OnException(filterContext);
  23. }
  24. }
  25. }

注意前后比较一下,在LogExceptionAttribute不会直接调用base.OnException了,而是先判断当前的返回结果是不是JsonResult。返回结果是JsonResult,则表明之前处理过JsonExceptionAttribute,此时需要设置 filterContext.ExceptionHandled = true,并不再继续基类HandleErrorAttribute的处理;返回结果不是JsonResult,则调用base.OnException,继续执行基类HandleErrorAttribute的逻辑,转向错误页面。

如果需要扩展其他类型的异常处理,只需要增加对应的异常过滤器,并在LogExceptionAttribute里进行相应的改造即可。

六、后记

添加以上的过滤器并配合配置文件中改变,我们的异常处理的几点需求就全部完成了。如果没有太大的变化,这样的处理模式是可以通用于MVC站点的。采用这种模式,如果没有特殊需求,在我们的控制器,逻辑层,数据访问层等,都不需要增加额外的异常处理的代码,产生异常后直接外抛,最终都会被异常过滤器拦截并进行处理。

即使因为特定需求的原因,可能需要为某些代码块加上try{}catch{}进行异常捕获和处理,也推荐在catch语句中处理完毕后仍使用throw语句将异常抛出,统一由LogExceptionAttribute来进行最终的捕捉和处理。这样将大量缩减try{}catch{}语句的重复出现。当然,最终具体如何处理异常还将视具体情况进行调整。

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