C#如何正确实现一个自定义异常Exception
最近在公司的项目中，编写了几个自定义的 Exception 类。提交 PR 的时候，sonarqube 提示这几个自定义异常不符合 ISerializable patten. 花了点时间稍微研究了一下，把这个问题解了。今天在此记录一下，可能大家都会帮助到大家。
自定义异常
编写一个自定义的异常，继承自 Exception，其中定义一个 ErrorCode 来存储异常编号。平平无奇的一个类，太常见了。大家觉得有没有什么问题？
[Serializable]
public class MyException : Exception
{
public string ErrorCode { get;}
public MyException(string message, string errorCode) : base(message)
{
ErrorCode = errorCode;
}
}如我们对这个异常编写一个简单的单元测试。步骤如下：
[TestMethod()]
public void MyExceptionTest()
{
// arrange
var orignalException = new MyException("Hi", "1000");
var bf = new BinaryFormatter();
var ms = new MemoryStream();
// act
bf.Serialize(ms, orignalException);
ms.Seek(0, 0);
var newException = bf.Deserialize(ms) as MyException;
// assert
Assert.AreEqual(orignalException.Message, newException.Message);
Assert.AreEqual(orignalException.ErrorCode, newException.ErrorCode);
}这个测试主要是对一个 MyException 的实例使用 BinaryFormatter 进行序列化，然后反序列化成一个新的对象。将新旧两个对象的 ErrorCode 跟 Message 字段进行断言，也很简单。
让我们运行一下这个测试，很可惜失败了。测试用例直接抛了一个异常，大概是说找不到序列化构造器。
Designing Custom Exceptions Guideline
简单的搜索了一下，发现微软有对于自定义 Exception 的Designing Custom Exceptions。
总结一下大概有以下几点：
- 一定要从 System.Exception 或其他常见基本异常之一派生异常。
- 异常类名称一定要以后缀 Exception 结尾。
- 应使异常可序列化。 异常必须可序列化才能跨越应用程序域和远程处理边界正确工作。
- 一定要在所有异常上都提供（至少是这样）下列常见构造函数。 确保参数的名称和类型与在下面的代码示例中使用的那些相同。
public class NewException : BaseException, ISerializable
{
public NewException()
{
// Add implementation.
}
public NewException(string message)
{
// Add implementation.
}
public NewException(string message, Exception inner)
{
// Add implementation.
}
// This constructor is needed for serialization.
protected NewException(SerializationInfo info, StreamingContext context)
{
// Add implementation.
}
}按照上面的 guideline 重新改一下我们的 MyException，主要是添加了几个构造器。修改后的代码如下：
[Serializable]
public class MyException : Exception
{
public string ErrorCode { get; }
public MyException()
{
}
public MyException(string message, string errorCode) : base(message)
{
ErrorCode = errorCode;
}
public MyException(string message, Exception inner): base(message, inner)
{
}
protected MyException(SerializationInfo info, StreamingContext context)
{
}
}很可惜按照微软的 guideline 单元测试还是没通过。获取 Message 字段的时候会直接 throw 一个 Exception。
那么到底该怎么实现呢？
正确的方式
我们还是按照微软 guideline 进行编写，但是在序列化构造器的上调用 base 的构造器。并且 override 基类的 GetObjectData 方法。
[Serializable]
public class MyException : Exception
{
public string ErrorCode { get; }
public MyException()
{
}
public MyException(string message, string errorCode) : base(message)
{
ErrorCode = errorCode;
}
public MyException(string message, Exception inner): base(message, inner)
{
}
protected MyException(SerializationInfo info, StreamingContext context): base(info, context)
{
// Set the ErrorCode value from info dictionary.
ErrorCode = info.GetString("ErrorCode");
}
public override void GetObjectData(SerializationInfo info, StreamingContext context)
{
if (!string.IsNullOrEmpty(ErrorCode))
{
// Add the ErrorCode to the SerializationInfo dictionary.
info.AddValue("ErrorCode", ErrorCode);
}
base.GetObjectData(info, context);
}
}在序列化构造器里从 SerializationInfo 对象里恢复 ErrorCode 的值。调用 base 的构造可以确保基类的 Message 字段被正确的还原。这里与其说是序列化构造器不如说是反序列化构造器，因为这个构造器会在反序列化恢复成对象的时候被调用。
protected MyException(SerializationInfo info, StreamingContext context): base(info, context)
{
// Set the ErrorCode value from info dictionary.
ErrorCode = info.GetString("ErrorCode");
}这个 GetObjectData 方法是 ISerializable 接口提供的方法，所以基类里肯定有实现。我们的子类需要 override 它。把自己需要序列化的字段添加到 SerializationInfo 对象中，这样在上面反序列化的时候确保可以把字段的值给恢复回来。记住不要忘记调用 base.GetObjectData(info, context), 确保基类的字段数据能正确的被序列化。
public override void GetObjectData(SerializationInfo info, StreamingContext context)
{
if (!string.IsNullOrEmpty(ErrorCode))
{
// Add the ErrorCode to the SerializationInfo dictionary.
info.AddValue("ErrorCode", ErrorCode);
}
base.GetObjectData(info, context);
}再次运行单元测试，这次顺利的通过了，说明 Message 跟 ErrorCode 字段在反序列化后成功的被恢复了。
总结
自定义异常是大家日常编码过程中非常常见的操作。但是看来要写好一个自定义异常类也不是那么简单。总结一下需要注意以下几点：
- 添加 [Serializable] Attribute
- 遵守微软的 guideline，特别是构造器部分 Designing Custom Exceptions Guideline
- 在序列化构造器对字段值进行恢复，不要忘记调用基类的序列化构造器
- 重写
GetObjectData方法，把需要序列化的字段添加到SerializationInfo对象上，同样不要忘记调用基类的GetObjectData这个问题虽然在自定义 Exception 上暴露出来，其实可以推广到所有实现ISerializable接口的类都需要注意 3，4 两点。
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