ASP.NET MVC异常处理模块详解

一、前言

　　异常处理是每个系统必不可少的一个重要部分，它可以让我们的程序在发生错误时友好地提示、记录错误信息，更重要的是不破坏正常的数据和影响系统运行。异常处理应该是一个横切点，所谓横切点就是各个部分都会使用到它，无论是分层中的哪一个层，还是具体的哪个业务逻辑模块，所关注的都是一样的。所以，横切关注点我们会统一在一个地方进行处理。无论是MVC还是WebForm都提供了这样实现，让我们可以集中处理异常。

　　在MVC中，在FilterConfig中，已经默认帮我们注册了一个HandleErrorAttribute，这是一个过滤器，它继承了FilterAttribute类和实现了IExceptionFilter接口。说到异常处理，马上就会联想到500错误页面、记录日志等，HandleErrorAttribute可以轻松的定制错误页，默认就是Error页面；而记录日志我们也只需要继承它，并替换它注册到GlobalFilterCollection即可。关于HandleErrorAttribute很多人都知道怎么使用了，这里就不做介绍了。

　　ok，开始进入主题！在MVC中处理异常，相信开始很多人都是继承HandleErrorAttribute，然后重写OnException方法，加入自己的逻辑，例如将异常信息写入日志文件等。当然，这并没有任何不妥，但良好的设计应该是场景驱动的，是动态和可配置的。例如，在场景一种，我们希望ExceptionA显示错误页面A，而在场景二中，我们希望它显示的是错误页面B，这里的场景可能是跨项目了，也可能是在同一个系统的不同模块。另外，异常也可能是分级别的，例如ExceptionA发生时，我们只需要简单的恢复状态，程序可以继续运行，ExceptionB发生时，我们希望将它记录到文件或者系统日志，而ExceptionC发生时，是个较严重的错误，我们希望程序发生邮件或者短信通知。简单地说，不同的场景有不同的需求，而我们的程序需要更好的面对变化。当然，继承HandleErrorAttribute也完全可以实现上面所说的，只不过这里我不打算去扩展它，而是重新编写一个模块，并且可以与原有的HandleErrorAttribute共同使用。

二、设计及实现

2.1 定义配置信息

　　从上面已经可以知道我们要做的事了，针对不同的异常，我们希望可以配置它的处理程序，错误页等。如下一个配置：

<!--自定义异常配置-->
<settingException>
 <exceptions>
  <!--add优先级高于group-->
  <add exception="Exceptions.PasswordErrorException"
     view ="PasswordErrorView"
     handler="ExceptionHandlers.PasswordErrorExceptionHandler"/>
  <groups>
   <!--group可以配置一种异常的view和handler-->
   <group view="EmptyErrorView" handler="ExceptionHandlers.EmptyExceptionHandler">
    <add exception="Exceptions.UserNameEmptyException"/>
    <add exception="Exceptions.EmailEmptyException"/>
   </group>
  </groups>
 </exceptions>
</settingException>

　　其中，add 节点用于增加具体的异常，它的 exception 属性是必须的，而view表示错误页，handler表示具体处理程序，如果view和handler都没有，异常将交给默认的HandleErrorAttribute处理。而group节点用于分组，例如上面的UserNameEmptyException和EmailEmptyException对应同一个处理程序和视图。

　　程序会反射读取这个配置信息，并创建相应的对象。我们把这个配置文件放到Web.config中，保证它可以随时改随时生效。

2.2 异常信息包装对象

　　这里我们定义一个实体对象，对应上面的节点。如下：

public class ExceptionConfig
{
  /// <summary>
  /// 视图
  /// </summary>
  public string View{get;set;}

  /// <summary>
  /// 异常对象
  /// </summary>
  public Exception Exception{get;set;}

  /// <summary>
  /// 异常处理程序
  /// </summary>
  public IExceptionHandler Handler{get;set;}
}

2.3 定义Handler接口

　　上面我们说到，不同异常可能需要不同处理方式。这里我们设计一个接口如下：

public interface IExceptionHandler
{
  /// <summary>
  /// 异常是否处理完成
  /// </summary>
  bool HasHandled{get;set;}

  /// <summary>
  /// 处理异常
  /// </summary>
  /// <param name="ex"></param>
  void Handle(Exception ex);
}

　　各种异常处理程序只要实现该接口即可。

2.3 实现IExceptionFilter

　　这是必须的。如下，实现IExceptionFilter接口，SettingExceptionProvider会根据异常对象类型从配置信息（缓存）获取包装对象。

public class SettingHandleErrorFilter : IExceptionFilter
{
  public void OnException(ExceptionContext filterContext)
  {
    if(filterContext == null)
    {
      throw new ArgumentNullException("filterContext");
    }
    ExceptionConfig config = SettingExceptionProvider.Container[filterContext.Exception.GetType()];
    if(config == null)
    {
      return;
    }
    if(config.Handler != null)
    {
      //执行Handle方法
      config.Handler.Handle(filterContext.Exception);
      if (config.Handler.HasHandled)
      {
        //异常已处理，不需要后续操作
        filterContext.ExceptionHandled = true;
        return;
      }
    }
    //否则，如果有定制页面，则显示
    if(!string.IsNullOrEmpty(config.View))
    {
      //这里还可以扩展成实现IView的视图
      ViewResult view = new ViewResult();
      view.ViewName = config.View;
      filterContext.Result = view;
      filterContext.ExceptionHandled = true;
      return;
    }
    //否则将异常继续传递
  }
}

2.4 读取配置文件，创建异常信息包装对象

　　这部分代码比较多，事实上，你只要知道它是在读取web.config的自定义配置节点即可。SettingExceptionProvider用于提供容器对象。

public class SettingExceptionProvider
{
  public static Dictionary<Type, ExceptionConfig> Container =
    new Dictionary<Type, ExceptionConfig>();

  static SettingExceptionProvider()
  {
    InitContainer();
  }

  //读取配置信息，初始化容器
  private static void InitContainer()
  {
    var section = WebConfigurationManager.GetSection("settingException") as SettingExceptionSection;
    if(section == null)
    {
      return;
    }
    InitFromGroups(section.Exceptions.Groups);
    InitFromAddCollection(section.Exceptions.AddCollection);
  }

  private static void InitFromGroups(GroupCollection groups)
  {
    foreach (var group in groups.Cast<GroupElement>())
    {
      ExceptionConfig config = new ExceptionConfig();
      config.View = group.View;
      config.Handler = CreateHandler(group.Handler);
      foreach(var item in group.AddCollection.Cast<AddElement>())
      {
        Exception ex = CreateException(item.Exception);
        config.Exception = ex;
        Container[ex.GetType()] = config;
      }
    }
  }

  private static void InitFromAddCollection(AddCollection collection)
  {
    foreach(var item in collection.Cast<AddElement>())
    {
      ExceptionConfig config = new ExceptionConfig();
      config.View = item.View;
      config.Handler = CreateHandler(item.Handler);
      config.Exception = CreateException(item.Exception);
      Container[config.Exception.GetType()] = config;
    }
  }

  //根据完全限定名创建IExceptionHandler对象
  private static IExceptionHandler CreateHandler(string fullName)
  {
    if(string.IsNullOrEmpty(fullName))
    {
      return null;
    }
    Type type = Type.GetType(fullName);
    return Activator.CreateInstance(type) as IExceptionHandler;
  }

  //根据完全限定名创建Exception对象
  private static Exception CreateException(string fullName)
  {
    if(string.IsNullOrEmpty(fullName))
    {
      return null;
    }
    Type type = Type.GetType(fullName);
    return Activator.CreateInstance(type) as Exception;
  }
}

　　以下是各个配置节点的信息：

　　settingExceptions节点：

/// <summary>
/// settingExceptions节点
/// </summary>
public class SettingExceptionSection : ConfigurationSection
{
  [ConfigurationProperty("exceptions",IsRequired=true)]
  public ExceptionsElement Exceptions
  {
    get
    {
      return (ExceptionsElement)base["exceptions"];
    }
  }
}

　　exceptions节点：

/// <summary>
/// exceptions节点
/// </summary>
public class ExceptionsElement : ConfigurationElement
{
  private static readonly ConfigurationProperty _addProperty =
    new ConfigurationProperty("", typeof(AddCollection), null, ConfigurationPropertyOptions.IsDefaultCollection);

  [ConfigurationProperty("", IsDefaultCollection = true)]
  public AddCollection AddCollection
  {
    get
    {
      return (AddCollection)base[_addProperty];
    }
  }

  [ConfigurationProperty("groups")]
  public GroupCollection Groups
  {
    get
    {
      return (GroupCollection)base["groups"];
    }
  }
}

　　Group节点集：

/// <summary>
/// group节点集
/// </summary>
[ConfigurationCollection(typeof(GroupElement),AddItemName="group")]
public class GroupCollection : ConfigurationElementCollection
{
  /*override*/

  protected override ConfigurationElement CreateNewElement()
  {
    return new GroupElement();
  }

  protected override object GetElementKey(ConfigurationElement element)
  {
    return element;
  }
}

　　group节点：

/// <summary>
/// group节点
/// </summary>
public class GroupElement : ConfigurationElement
{
  private static readonly ConfigurationProperty _addProperty =
    new ConfigurationProperty("", typeof(AddCollection), null, ConfigurationPropertyOptions.IsDefaultCollection);

  [ConfigurationProperty("view")]
  public string View
  {
    get
    {
      return base["view"].ToString();
    }
  }

  [ConfigurationProperty("handler")]
  public string Handler
  {
    get
    {
      return base["handler"].ToString();
    }
  }

  [ConfigurationProperty("", IsDefaultCollection = true)]
  public AddCollection AddCollection
  {
    get
    {
      return (AddCollection)base[_addProperty];
    }
  }
}

　　add节点集：

/// <summary>
/// add节点集
/// </summary>
public class AddCollection : ConfigurationElementCollection
{
  /*override*/

  protected override ConfigurationElement CreateNewElement()
  {
    return new AddElement();
  }

  protected override object GetElementKey(ConfigurationElement element)
  {
    return element;
  }
}

　　add节点：

/// <summary>
/// add节点
/// </summary>
public class AddElement : ConfigurationElement
{
  [ConfigurationProperty("view")]
  public string View
  {
    get
    {
      return base["view"] as string;
    }
  }

  [ConfigurationProperty("handler")]
  public string Handler
  {
    get
    {
      return base["handler"] as string;
    }
  }

  [ConfigurationProperty("exception", IsRequired = true)]
  public string Exception
  {
    get
    {
      return base["exception"] as string;
    }
  }
}

三、测试

　　ok，下面测试一下，首先要在FilterConfig的RegisterGlobalFilters方法中在，HandlerErrorAttribute前注册我们的过滤器：

　　filters.Add(new SettingHandleErrorFilter())。

3.1 准备异常对象

　　 准备几个简单的异常对象：

public class PasswordErrorException : Exception{}
public class UserNameEmptyException : Exception{}
public class EmailEmptyException : Exception{}

3.2 准备Handler

　　针对上面的异常，我们准备两个Handler，一个处理密码错误异常，一个处理空异常。这里没有实际处理代码，具体怎么处理，应该结合具体业务了。如：

public class PasswordErrorExceptionHandler : IExceptionHandler
{
  public bool HasHandled{get;set;}

  public void Handle(Exception ex)
  {
    //具体处理逻辑...
  }
}

public class EmptyExceptionHandler : IExceptionHandler
{
  public bool HasHandled { get; set; }

  public void Handle(Exception ex)
  {
    //具体处理逻辑...
  }
}

3.3 抛出异常

　　按照上面的配置，我们在Action中手动throw异常

public ActionResult Index()
{
  throw new PasswordErrorException();
}
public ActionResult Index2()
{
  throw new UserNameEmptyException();
}
public ActionResult Index3()
{
  throw new EmailEmptyException();
}

　　可以看到，相应的Handler会被执行，浏览器也会出现我们配置的错误页面。

四、总结

　　事实上这只是一个比较简单的例子，所以我称它为简单的模块，而是用框架、库之类的词。当然我们可以根据实际情况对它进行扩展和优化。微软企业库视乎也集成这样的模块，有兴趣的朋友可以了解一下。