.Net Discovery系列之-深入理解平台机制与性“.NET技术”能影响(下)
2011-10-13 19:27 狼人:-) 阅读(115) 评论(0) 编辑 收藏 举报三．关于异常捕获机制
虽然我们已经很辛苦了，但是仍然有很多原因使代码运行失败，如引用null引用、索引越界、内存溢出、类型转换失败等等。这就需要我们的代码有足够的容错能力，在代码运行失败时，及时、主动的处理这些异常。
● 机制分析
.Net 中基本的异常捕获与处理机制是由try…catch…finally块来完成的，它们分别完成了异常的监测、捕获与处理工作。一个try块可以对应零个或多个catch块，可以对应零个或一个finally块。不过没有catch的try似乎没有什么意义，如果try对应了多个catch，那么监测到异常后，CLR会自上而下搜索catch块的代码，并通过异常过滤器筛选对应的异常，如果没有找到，那么CLR将沿着调用堆栈，向更高层搜索匹配的异常，如果已到堆栈顶部依然没有找到对应的异常，就会抛出未处理的异常了，这时catch块中的代码并不会被执行。所以距离try最近的catch块将最先被遍历到。
以下代码：
代码
try
{
Convert.ToInt32("Try");
}
catch (FormatException ex1)
{
string CatchFormatException = "CatchFormatException";
}
catch (NullReferenceException ex2)
{
string CatchNullReferenceException = "CatchNullReferenceException";
}
finally
{
string Finally = "Finally";
}
对应IL如下：
.method private hidebysig instance void Form1_Load(object sender,
class [mscorlib]System.EventArgs e) cil managed
{
// Code size 53 (0x35)
.maxstack 1
.locals init ([0] class [mscorlib]System.FormatException ex1,
[1] string CatchFormatException,
[2] class [mscorlib]System.NullReferenceException ex2,
[3] string CatchNullReferenceException,
[4] string Finally)
IL_0000: nop
IL_0001: nop
IL_0002: ldstr "Try"上海网站建设
IL_0007: call int32 [mscorlib]System.Convert::ToInt32(string)
IL_000c: pop
IL_000d: nop
IL_000e: leave.s IL_0026
IL_0010: stloc.0
IL_0011: nop
IL_0012: ldstr "CatchFormatException"
IL_0017: stloc.1
IL_0018: nop
IL_0019: leave.s IL_0026
IL_001b: stloc.2
IL_001c: nop
IL_001d: ldstr "CatchNullReferenceException"
IL_0022: stloc.3
IL_0023: nop
IL_0024: leave.s IL_0026
IL_0026: nop
IL_0027: leave.s IL_0033
IL_0029: nop
IL_002a: ldstr "Finally"
IL_002f: stloc.s Finally
IL_0031: nop
IL_0032: endfinally
IL_0033: nop
IL_0034: ret
IL_0035:
// Exception count 3
.try IL_0001 to IL_0010 catch [mscorlib]System.FormatException handler IL_0010 to IL_001b
.try IL_0001 to IL_0010 catch [mscorlib]System.NullReferenceException handler IL_001b to IL_0026
.try IL_0001 to IL_0029 finally handler IL_0029 to IL_0033
} // end of method Form1::Form1_Load
末尾的几行代码揭示出IL是怎样处理异常处理的。最后三行的每一个Item被称作Exception Handing Clause，EHC组成Exception Handing Table，EHT与正常代码之间由ret返回指令隔开。
可以看出，FormatException排列在EHT的第一位。
当代码成功执行或反之而返回后，CLR会遍历EHT：
1. 如果抛出异常， CLR会根据抛出异常的代码的地址找到对应的EHC（IL_0001 to IL_0010为检测代码的范围），这个例子中CLR将找到2条EHC， FormatException会最先被遍历到，且为适合的EHC。
2. 如果返回的代码地址在IL_0001 to IL_0029内，那么还会执行finally handler 即IL_0029 to IL_0033中的代码，不管是否因成功执行代码而返 回。
事实上，catch与finally的遍历工作是分开进行的，如上文所言，CLR首先做的是遍历catch，当找到合适的catch块后，再遍历与之对应finally；而且这个过程会递归进行至少两次，因为编译器将C#的try…catch…finally翻译成IL中的两层嵌套。
当然如果没有找到对应的catch块，那么CLR会直接执行finally，然后立即中断所有线程。Finally块中的代码肯定会被执行，无论try是否检测到了异常。
● 性能影响与改进建议
异常捕获与处理是有性能代价的，虽然这种代价在托管环境中度量起来比较困难，但是这个过程毕竟经过一系列的遍历。所以仅从性能方面考虑，一般建议有以下几点准则：
1.尽量给CLR一个明确的异常信息，不要使用Exception去过滤异常
2.尽量不要将try…catch写在循环中
3. try尽量少的代码，如果有必要可以使用多个catch块，并且将最有可能抛出的异常类型，书写在距离try最近的位置
4.不要只声明一个Exception对象，而不去处理它
5.使用性能计数器实用工具的CLR Exceptions检测异常情况，并适当优化
6.使用成员的Try-Parse模式，如果抛出异常，那么用false代替它
四．关于字符串拼接
● 机制分析
.Net字符串型的变量有一个很特殊的机制，这个机制叫做字符串的驻留，其变现为字符串恒定不可改变。
简单的说，字符串一旦建立，就会永久驻留在内存中，当你修改这个字符串变量时，CLR会在内存中新建一个新值，并不会修改旧值，旧值只有被垃圾回收器回收后，那部分被占用的空间才会释放掉。
这样设计的目的无疑是为了提高字符串型变量的建立，因为新建字符串型变量时，CLR首先做的是在驻留池中遍历是否有相同的值的字符串，如果有则直接挂接变量指针，否则才会新建，但是在某些情况下，性能却反而降低。
● 性能影响与改进建议
下面通过例子简单的说一下字符串驻留机制，假设有如下代码：
string str = ""；
string a = "str_1" + str;
a = "str_2"+ str;
第三行C#代码(a = "str_2"+ str;)的样子看起来是在修改变量a的旧值"str_1"，但实际上是创建了一个新的字符串"str_2"，然后将变量a的指针指向了"str_2"的内存地址，而"str_1"依然在内存中没有受到任何影响 ---这就是字符串的驻留，如果下一次有变量b的值被赋值为str_1，CLR不会重新为这个变量重新分配内存，而是直接将该变量的指针指向str_1，这样就提高了该变量的初始化速度，但是如果没有这样的一个b变量，那么str_1就会一直占用内存，直至垃圾收集，这样做浪费了内存资源。
同样ToUpper、SubString、Trim、Replace、加号连接等操作都会产生驻留的字符串，各位在设计程序时要特别注意。
经常看到有的同学使用Replace替换一个网页整个HTML的某些关键字，其实这样会极大的浪费内存，给垃圾回收器的策略引擎以错误的信号，使其频繁启动，从而导致性能的降低。
所以，有以下建议供大家参考：
1.在用Replace做大量字符串操作时，最好仅仅对最小单元进行操作
2在尽量少的字符串中替换，有必要时还要配合正则的使用，在替换完毕后最好根据上下文的代龄情况，手动调用一次GC的回收方法；
3.对大规模的字符串拼接操作，则推荐使用StringBuilder
4.能用常量赋值的就别用变量。因为常量赋值的字符串是在编译器生成在字符串常量池的，关于常量池请参考Aicken以前的文章。
