客户端日志和异常处理

一. 使用Serilog结构化日志记录日志信息

Serilog包的引用和使用语法都可以在网上找到（https://github.com/serilog/serilog/wiki/），不再赘述，这里仅分享一下自己在项目中的简单使用。
FileLogHelper帮助类对日志记录进行封装：

public static class FileLogHelper
{
    /// 

    /// 日志模板
    /// 
    private static string ErrorTemplate = "{Timestamp:yyyy-MM-dd HH:mm:ss} {Message:j} {NewLine} {Exception} {NewLine}";
    private static string InfoTemplate = "{Message:j} {NewLine}";

    /// 

    /// 记录异常信息
    /// 
    private static ILogger ErrorLog;

    /// 

    /// 记录各类日志信息
    /// 
    private static ILogger InfoLog;

    static FileLogHelper()
    {
        InitLog();
    }

    private static void InitLog()
    {
        ErrorLog = new LoggerConfiguration()
        .MinimumLevel.Warning() // 最小日志级别，小于该级别的日志不会记录
        .WriteTo.Map(
        le => "",
        (d, lc) =>
        {
            lc.File($"Log/Error/{d:yyyyMMdd}.txt", // 日志文件路径，文件以日期命名
            rollingInterval: RollingInterval.Day, // 日志文件按天滚动创建，即每天创建新的文件
            outputTemplate: ErrorTemplate, // 指定日志输出模板
            rollOnFileSizeLimit: true, // 滚动文件是否限制大小 
            fileSizeLimitBytes: 52428800 // 滚动文件限制的大小，单位byte， 52428800为50M
            );
        }).CreateLogger();

        InfoLog = new LoggerConfiguration()
        .MinimumLevel.Information()
        .WriteTo.Map(
        le => "",
        (d, lc) =>
        {
            lc.File($"Log/Info/{d:yyyyMMdd}.txt",
            rollingInterval: RollingInterval.Day,
            outputTemplate: InfoTemplate,
            rollOnFileSizeLimit: true,
            fileSizeLimitBytes: 52428800
            );
        }).CreateLogger();
    }

    /// 

    /// 记录异常信息
    /// 
    /// 
    /// 
    public static void LogError(Exception exception, string message = "错误")
    {
        ErrorLog.Error(exception, message);
    }

    /// 

    /// 记录各类日志信息（结构化记录）
    /// 
    /// 
    /// 
    /// 
    /// 
    public static void LogInfo(string title, string message, string detailMessage, object paramter)
    {
        LogInfoView log = new LogInfoView(title, message, detailMessage, paramter);
        InfoLog.Information("{@log}", log);
    }

    /// 

    /// 结构化日志对象
    /// 
    private class LogInfoView
    {
        public LogInfoView(string title, string message, string detailMessage, object paramter)
        { 
            this.Title = title;
            this.Message = message;
            this.DetailMessage = detailMessage;
            this.Paramter = paramter;
        }

        public string DateTime { get; set; } = System.DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

        public string Title { get; set; }

        public string Message { get; set; }

        public string DetailMessage { get; set; }

        public object Paramter { get; set; }
    }
}

帮助类中创建了两个静态日志对象ErrorLog和InfoLog，方法LogError通过ErrorLog对象记录异常信息，方法LogInfo通过InfoLog对象记录一般日志信息：

• ErrorLog和InfoLog分别指定了不同的日志文件目录(Log/Error/与Log/Info/)，便于区分和查找；
• InfoLog使用结构化日志，将日志信息包装成LogInfoView对象，在文本中以JSON格式记录。InfoLog使用了与ErrorLog不同的日志模板，仅保留了{Message:j}，这样一条记录就是一个JSON数据，整个日志文件中的数据就是JSON Lines格式，方便内容解析。

按上述设置后，产生的日志文件目录如下：

结构化日志InfoLog产生的日志内容如下，每一行都是json格式：
（用户密码是不应该输出到日志的，这里只是为了演示效果）：

非结构化的ErrorLog产生的日志内容如下：

二. 捕获全局异常

winform客户端中，如果程序发生异常后没有对其捕获处理，就会造成系统崩溃，影响用户体验。一种保险的方式是添加全局异常捕获事件，所有未处理的异常都会在这里被捕获到，从而避免系统直接闪崩。异常信息的记录使用了上面第一节中的FileLogHelper帮助类。

internal static class Program
{
    /// 

    /// 应用程序的主入口点。
    /// 
    [STAThread]
    static void Main()
    {
        Application.EnableVisualStyles();
        Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
        CatchApplicationException(); // 捕获全局异常
        Application.Run(new MainForm());
    }

    /// 

    /// 捕获全局异常
    /// 
    private static void CatchApplicationException()
    {
        //捕获UI异常
        Application.SetUnhandledExceptionMode(UnhandledExceptionMode.CatchException);
        Application.ThreadException += OnUIThreadExceptionCatched;
        //捕获非UI异常
        AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException += OnDomainExceptionCatched;
    }

    /// 

    /// 捕获UI异常
    /// 
    /// 
    /// 
    private static void OnUIThreadExceptionCatched(object sender, ThreadExceptionEventArgs e)
    {
        FileLogHelper.LogError(e.Exception, "未处理的UI异常");
        MessageBox.Show("软件发生UI错误！", "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error, MessageBoxDefaultButton.Button1, MessageBoxOptions.DefaultDesktopOnly);
    }

    /// 

    /// 捕获非UI异常
    /// 
    /// 
    /// 
    private static void OnDomainExceptionCatched(object sender, UnhandledExceptionEventArgs e)
    {
        FileLogHelper.LogError((Exception)e.ExceptionObject, "未处理的异常");
        MessageBox.Show("软件发生错误！", "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error, MessageBoxDefaultButton.Button1, MessageBoxOptions.DefaultDesktopOnly);
    }
}

三. 使用AOP统一处理异常

使用AOP处理异常的好处就是不用写大量的try-catch，一是减少重复的代码，二是不让try-catch影响核心代码的可读性；缺点就是统一处理异常后，灵活性会降低。要不要使用可以根据自己的具体情况来。

在异常处理方面，使用起来比较方面的AOP组件，这里推荐两个：一个是Postsharp（https://doc.postsharp.net/），另一个是Rougamo（肉夹馍，https://github.com/inversionhourglass/Rougamo）。推荐的原因是，这两个都可以通过特性Attribute标注的方式进行代码织入，都支持应用于方法、类、程序集等不同的粒度，且都支持设置可访问性属性。一些区别在于：Rougamo是完全开源的，可以随意使用；而Postsharp分商业版和社区版，引用ChatGPT上的解释，比较明了：

社区版虽说功能有限制，但也足够我们使用了。

这里便以PostSharp举例。如何引用Postsharp可以参考官方文档：https://doc.postsharp.net/deploymentconfiguration/deployment，在NuGet中直接搜索安装就可以。

我们创建一个自己的异常处理Attribute，如下：
(参考文档：https://doc.postsharp.net/custompatterns/aspects/tutorials/exception-handling)

/// 

/// 异常处理
/// 
[PSerializable]
public class LogAttribute : OnExceptionAspect
{
    /// 

    /// 异常处理结束后的方法返回值
    /// 
    public object ReturnValue { get; set; }

    /// 

    /// 异常处理方式
    /// FlowBehavior.Return:忽略异常。如果方法有返回值，必须通过设置ReturnValue来设置方法的返回值。
    /// FlowBehavior.Continue:忽略异常，在OnException方法中，与FlowBehavior.Return的作用一样。
    ///                       同样的，如果方法有返回值，必须通过设置ReturnValue来设置方法的返回值。
    /// FlowBehavior.RethrowException:在异常处理程序退出后重新引发原始异常。
    /// FlowBehavior.ThrowException:一旦异常处理程序退出，就会抛出一个新的异常。
    ///                             当应该向用户隐藏原始异常的详细信息时，或者当要显示更有意义的异常时，这很有用。
    ///                             抛出新异常时，必须将新异常对象分配给MethodExecutionArgs的exception成员。
    /// 
    public FlowBehavior FlowBehavior { get; set; } = FlowBehavior.Return;

    /// 

    /// 不记录日志
    /// 
    public bool IgnoreLogRecord { get; set; } = false;

    /// 

    /// 捕获异常
    /// 
    /// 
    public override void OnException(MethodExecutionArgs args)
    {
        if (!IgnoreLogRecord)
        {
            // 记录异常日志
            FileLogHelper.LogError(args.Exception);
        }
        
        args.FlowBehavior = FlowBehavior; // 设置异常处理方式
        args.ReturnValue = ReturnValue; // 设置方法返回值
    }
}

自定义的LogAttribute 类中，新加了三个属性：ReturnValue、FlowBehavior、IgnoreLogRecord

• ReturnValue属性：对于有返回值的方法发生异常时，通过ReturnValue属性，我们可以自定义异常处理结束后的方法返回值；
• FlowBehavior属性：可以用来设置异常处理方式，上面的代码中我们默认设置为FlowBehavior.Return，即在异常处理程序OnException处理完后忽略异常。
• IgnoreLogRecord属性：可以用来设置是否记录异常信息，配合上面第一节说的日志记录来使用，默认记录日志。

接下来我们举几个例子来演示如何使用它。

1. 在有返回值的方法中，如果想忽略异常并指定异常发生后的返回值，可以这样使用：

private void OnLoginFormLoad(object sender, EventArgs e)
{
    m_allRoles = GetLoginRoles();
}

/// 

/// 获取角色集合
/// 发生异常后返回null
/// 
/// 
[Log(ReturnValue = null)]
private List<LoginRole> GetLoginRoles()
{
    using (UDPDbContext dbContext = new UDPDbContext())
    {
        dbContext.Dispose(); // 这里故意释放掉数据库上下文，为的是让下面的代码抛出异常
        return dbContext.LoginRoles.ToList();
    }
}

窗体Load方法中调用GetLoginRoles()方法获取角色集合，GetLoginRoles()方法上我们用LogAttribute进行标记(特性标记可以省去特性类名后面的“Attribute”)，并指定ReturnValue = null，即方法发生异常后，返回null。

我们打断点进行观察，异常发生后，进入异常处理程序OnException，在异常处理程序中记录日志（默认记录），设置异常处理方式（默认FlowBehavior.Return忽略异常），最后设置返回值ReturnValue，这个ReturnValue的值就是我们在方法上标记LogAttribute时指定的。

异常处理程序执行完后，程序继续执行，在OnLoginFormLoad方法中，发现GetLoginRoles()并没有抛出异常，并且返回了null，达到了预期效果。

2. 如果担心基础层的日志帮助类FileLogHelper出现异常，这种情况下，一般要吞噬掉异常，不能让日志记录的异常影响到我们的业务逻辑，并且我们不应该再去让异常处理程序OnException去记录日志了，因为此时记录日志的代码已经不能正常工作了。

使用LogAttribute特性，我们可以这样处理：

[Log(AttributeTargetMemberAttributes = MulticastAttributes.Public, IgnoreLogRecord = true)]
public static class FileLogHelper
{
    /*
     * 此处省略日志记录代码，与第一节中的代码保持一模一样
     */
}

LogAttribute特性直接应用于FileLogHelper类上，并通过给AttributeTargetMemberAttributes 属性赋值MulticastAttributes.Public，使其仅对类中的public方法起作用；IgnoreLogRecord 赋值为true，则在异常处理程序OnException中不记录异常。

3. 还可能遇到一种情况：对整个类的异常统一设置异常处理方式后，对其中的个别方法需要特殊处理。比如类中的大部分方法都不需要记录日志，但是对于其中的某个方法需要记录异常日志。
   举个代码示例，下面的MainForm窗体类中，除了登录方法OnLoginOutButtonClick外，其他的都不需要记录异常日志，那我们可以这样进行特性标注：

[Log(AspectPriority = 1, IgnoreLogRecord = true)]
public partial class MainForm : Form
{
    public MainForm()
    {
        InitializeComponent();
    }

    private void InitializeComponent()
    {
        // ...
    }

    private void OnMainFormLoad(object sender, EventArgs e)
    {
        // ...
    }

    [Log(AspectPriority = 2, IgnoreLogRecord = false)]
    private void OnLoginOutButtonClick(object sender, EventArgs e)
    {
        // ...
    }
}

由于使用了多层异常处理特性，我们需要使用AspectPriority属性来指定优先级。当符合多个异常处理配置的条件时，按优先级高的来处理（AspectPriority值大的）。参考文档：https://doc.postsharp.net/custompatterns/aspects/applying/attribute-multicasting

4. 异常处理还可以应用于整个程序集，如下，在程序集文件AssemblyInfo.cs中进行配置，AssemblyInfo.cs文件在项目的Properties路径下：
   

以上就是常见的使用场景。

这里再做一点扩展了解：
Postsharp和Rougamo都是通过静态织入的方式实现了AOP，即在编译时将额外的异常处理代码织入到我们的源代码中。
我们拿上面的日志帮助类FileLogHelper为例，使用[Log(AttributeTargetMemberAttributes = MulticastAttributes.Public, IgnoreLogRecord = true)]进行标记后，进行编译，然后将编译后的dll使用反编译工具查看源码：

可以看出，FileLogHelper类中的Public方法在编译后自动加上了try-catch块。