asp.net MVC 过滤器使用案例：统一处理异常顺道精简代码

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：

public class Process
{
    public static bool Execute(Action action)
    {
        try
        {
            action.Invoke();
            return true;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            return false;
        }
        finally
        {
        }
    }
}

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：

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

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：

public ActionResult Index()
{
       Process.Execute(()=>
       {
               ...  //更为复杂的逻辑    
       });        
       return View();
}

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：

protected void Application_Start()
{
     //注册Area
     AreaRegistration.RegisterAllAreas();
     //注册过滤器
     RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters);
      //注册路由     
      RegisterRoutes(RouteTable.Routes);
}

public static void RegisterGlobalFilters(GlobalFilterCollection filters)
{
      filters.Add(new HandleErrorAttribute());
}

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：

public virtual void OnException(ExceptionContext filterContext)
        {
            if (filterContext == null)
            {
                throw new ArgumentNullException("filterContext");
            }
            if (!filterContext.IsChildAction && (!filterContext.ExceptionHandled && filterContext.HttpContext.IsCustomErrorEnabled))
            {
                Exception innerException = filterContext.Exception;
                if ((new HttpException(null, innerException).GetHttpCode() == 500) && this.ExceptionType.IsInstanceOfType(innerException))
                {
                    string controllerName = (string) filterContext.RouteData.Values["controller"];
                    string actionName = (string) filterContext.RouteData.Values["action"];
                    HandleErrorInfo model = new HandleErrorInfo(filterContext.Exception, controllerName, actionName);
                    ViewResult result = new ViewResult {
                        ViewName = this.View,
                        MasterName = this.Master,
                        ViewData = new ViewDataDictionary<HandleErrorInfo>(model),
                        TempData = filterContext.Controller.TempData
                    };
                    filterContext.Result = result;
                    filterContext.ExceptionHandled = true;
                    filterContext.HttpContext.Response.Clear();
                    filterContext.HttpContext.Response.StatusCode = 500;
                    filterContext.HttpContext.Response.TrySkipIisCustomErrors = true;
                }
            }
        }

　　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：

@model HandleErrorInfo
<br />
<div class="container">
    <div class="alert alert-error">
        <h4>
            Exception:</h4>
        <br />
        <p>
            There was a <b>@Model.Exception.GetType().Name</b> while rendering <b>@Model.ControllerName</b>'s <b>@Model.ActionName</b> action.</p>
        <p>
            @Model.Exception.Message
        </p>
    </div>
    <div class="alert">
        <h4>
            Stack trace:</h4>
        <br />
        <pre>@Model.Exception.StackTrace</pre>
    </div>
</div>

　　这个过滤器要能起效，还需要在配置文件中配置一下：

<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：

AttributeUsage(AttributeTargets.Class, Inherited = true, AllowMultiple = false)]
    public class LogExceptionAttribute : HandleErrorAttribute
    {
        public override void OnException(ExceptionContext filterContext)
        {
            if (!filterContext.ExceptionHandled)
            {
                string controllerName = (string)filterContext.RouteData.Values["controller"];
                string actionName = (string)filterContext.RouteData.Values["action"];
                string msgTemplate = "在执行 controller[{0}] 的 action[{1}] 时产生异常";
                LogManager.GetLogger("LogExceptionAttribute").Error(string.Format(msgTemplate, controllerName, actionName), filterContext.Exception);
            }

            base.OnException(filterContext);
        }
    }

ogExceptionAttribute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：

public static void RegisterGlobalFilters(GlobalFilterCollection filters)
{
       filters.Add(new HandleErrorAttribute());
       filters.Add(new LogExceptionAttribute());
}

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：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method, Inherited = true, AllowMultiple = false)]
    public class JsonExceptionAttribute : HandleErrorAttribute
    {
        public override void OnException(ExceptionContext filterContext)
        {
            if (!filterContext.ExceptionHandled)
            {                                
                //返回异常JSON
                filterContext.Result = new JsonResult
                {
                    Data = new { Success = false, Message = filterContext.Exception.Message }
                };
            }
        }
    }

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：

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

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

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, Inherited = true, AllowMultiple = false)]
    public class LogExceptionAttribute : HandleErrorAttribute
    {
        public override void OnException(ExceptionContext filterContext)
        {
            if (!filterContext.ExceptionHandled)
            {
                string controllerName = (string)filterContext.RouteData.Values["controller"];
                string actionName = (string)filterContext.RouteData.Values["action"];
                string msgTemplate = "在执行 controller[{0}] 的 action[{1}] 时产生异常";
                LogManager.GetLogger("LogExceptionAttribute").Error(string.Format(msgTemplate, controllerName, actionName), filterContext.Exception);
            }

            if (filterContext.Result is JsonResult)
            {
                //当结果为json时，设置异常已处理
                filterContext.ExceptionHandled = true;
            }
            else
            {
                //否则调用原始设置
                base.OnException(filterContext);
            }
        }
    }

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。

 

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。