C#中的try与finally
来源:互联网 发布:网络成端是什么意思 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 18:57
1 finally与return
try-catch-finally是很常用的语法结构,用来控制可能发生异常时的程序流程,其中catch和finally至少要有一个。初学try语法时可能会要问一个问题:如果在try块中return,那么finally还会执行吗?答案是肯定的。这个非常容易验证,就不举例子了。这样带来一些很好的特性,例如我们可以在try块中尝试打开数据库,然后读取数据,然后直接把得到的数据return出去,关闭数据连接的工作就交给finally来做——finally中先判断数据库是否正常打开了,打开了就关闭。这样代码写起来很清晰,每个部分各做各的事。这样我们也可以非常肯定的说,无论发生什么情况(只要不是进程被强行杀掉),finally中的内容一定是要执行的。
那么是不是可以再问一个问题——如果在finally块中也写了return,那么会怎么样呢?试验一下就很容易知道,finally块中是不允许写return的,如果一定要写,就会得到一个编译期错误:
error CS0157: Control cannot leave the body of a finally clause
2 先return?先finally?
既然finally一定是要执行的,即使try块中有return,那么这两者的执行顺便是怎么样的呢?简单的做一个实验(下面要说明,这个实验看上去的结果并不这么直观的表现出它的内在):
using System;
public class TestClass1
...{
public static void Main()
...{
Console.WriteLine("{0}", Func1());
}
public static int Func1()
...{
int a = 1;
try
...{
return a;
}
finally
...{
a++;
}
}
}
public class TestClass1
...{
public static void Main()
...{
Console.WriteLine("{0}", Func1());
}
public static int Func1()
...{
int a = 1;
try
...{
return a;
}
finally
...{
a++;
}
}
}
运行这个程序,很容易得到结果为“1”。那么看上去是执行return在先,而finally在后了。真的是这样吗?
例子中我要return的a是一个值类型,那么如果是引用类型,结果又会如何呢?
using System;
public class TestClass2
...{
public int value = 1;
}
public class TestClass1
...{
public static void Main()
...{
Console.WriteLine("{0}", Func2().value);
}
public static TestClass2 Func2()
...{
TestClass2 t = new TestClass2();
try
...{
return t;
}
finally
...{
t.value++;
}
}
}
public class TestClass2
...{
public int value = 1;
}
public class TestClass1
...{
public static void Main()
...{
Console.WriteLine("{0}", Func2().value);
}
public static TestClass2 Func2()
...{
TestClass2 t = new TestClass2();
try
...{
return t;
}
finally
...{
t.value++;
}
}
}
3 CLR的栈
要解释这种区别,就需要看看其IL是什么,从调用函数、参数栈的角度来理解。CLR在执行中也有栈,但这个栈的用途与传统的本地代码中的栈并不完全相同。本地代码中栈的用处非常大,不但可以用来临时保存寄存器的值,还用来保存局部变量,此外还用来保存部分或全部传给函数的参数,而函数的返回值一般是通过EAX寄存器来传递的,而不是用栈。但在CLR中,局部变量并非显式的用栈来保存,栈只是用来调用函数时传递参数,此外,函数的返回值也是用栈来保存的。当调用一个函数时,将函数所需要的参数依次压栈,函数里面直接取用这些参数,在函数返回时将返回值压栈,函数返回后,栈顶即是返回值。如果调用者并不关心返回值,那么需要执行一下pop语句,把返回值弹出,这样保证函数在调用前后栈顶的位置是相同的。
当通过压栈传递参数时,参数的类型不同,压栈的内容也不同。如果是值类型,压栈的就是经过复制的参数值,如果是引用类型,那么进栈的只是一个引用,这也就是我们所熟悉的,传递值类型时,函数内修改参数值不会影响函数外,而引用类型的话则会影响。
那么来看一下上述代码中Func2()的IL代码:
IL代码 | 对应C#代码 | 执行后栈的状态 |
IL_0000: nop | ||
IL_0001: newobj instance void TestClass2::.ctor() | TestClass2 t = new TestClass2(); | <testClass2> |
IL_0006: stloc.0 | ||
.try | try | |
{ | { | |
IL_0007: nop | ||
IL_0008: ldloc.0 | <TestClass2> | |
IL_0009: stloc.1 | ||
IL_000a: leave.s IL_001d | ||
} // end .try | ||
finally | ||
{ | ||
IL_000c: nop | ||
IL_000d: ldloc.0 | <TestClass2> | |
IL_000e: dup | <TestClass2>,<TestClass2> | |
IL_000f: ldfld int32 TestClass2::'value' | 1,<TestClass2> | |
IL_0014: ldc.i4.1 | 1,1,<TestClass2> | |
IL_0015: add | t.value++; | 2,<TestClass2> |
IL_0016: stfld int32 TestClass2::'value' | ||
IL_001b: nop | ||
IL_001c: endfinally | ||
} // end handler | ||
IL_001d: nop | ||
IL_001e: ldloc.1 | <TestClass2> | |
IL_001f: ret | return t; | <TestClass2> |
代码中当我们执行new时,对应的IL是newobj,其结果是创建一个TestClass2类型的对像并返回一个引用放置于栈上,之后的stloc就将这个引用保存为局部变量,于是栈上没有了其他内容。Try块并没有执行太多操作,只是把刚保存的引用再放到栈上,再保存为另一个局部变量,这个局部变量就是稍后要返回的引用,此时我们拥有两个局部变量,但它们是指向同一个对象的两个引用。Finally块先拿出开始时保存的引用放到栈上,dup语句使得栈顶再增加一个完全一样的引用,之后ldfld语句是从栈顶对象取一个成员放到栈上,所取的成员是value,之后再往栈上压一个1,再执行add,就实现了1+1=2的过程,add从栈上弹出两个值,再向栈压回一个值。此时再调用stfld就把刚刚压栈的2设置给栈上2之下的那个引用所指对象的value属性上。而在finally之后的部分才是真正的return,它试图取出我们所保存的第二个局部变量压栈,将它作为返回值。但对于引用类型来说,它与先前所操作的引用所指的是同一对象,因此finally块中的操作会影响到返回值,也就非常好理解了。
4 改编
知道了finally与return的实现原理,也就不难做出进一步的推广。例如把程序改成这样(返回时由直接返回t变为在t上调用一个做一些操作后返回自己的函数),其执行结果也不难猜出来吧:
using System;
public class TestClass2
...{
public int value = 1;
public TestClass2 Double()
...{
value *= 2;
return this;
}
}
public class TestClass1
...{
public static void Main()
...{
Console.WriteLine("{0}", Func2().value);
}
public static TestClass2 Func2()
...{
TestClass2 t = new TestClass2();
try
...{
return t.Double();
}
finally
...{
t.value++;
}
}
}
public class TestClass2
...{
public int value = 1;
public TestClass2 Double()
...{
value *= 2;
return this;
}
}
public class TestClass1
...{
public static void Main()
...{
Console.WriteLine("{0}", Func2().value);
}
public static TestClass2 Func2()
...{
TestClass2 t = new TestClass2();
try
...{
return t.Double();
}
finally
...{
t.value++;
}
}
}
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