Asp.NetCore依赖注入和管道方式的异常处理及日志记录

前言

    在业务系统，异常处理是所有开发人员必须面对的问题，在一定程度上，异常处理的能力反映出开发者对业务的驾驭水平；本章将着重介绍如何在 WebApi 程序中对异常进行捕获，然后利用 Nlog 组件进行记录；同时，还将介绍两种不同的
异常捕获方式：管道捕获/服务过滤；通过本练习，将学习到如何捕获异常、处理异常跳转、记录异常信息。

1. 搭建框架

    首先，创建一个 WebApi 项目，选择 Asp.Net Core Web 应用程序；

1.1 进一步选择 Api 模板，这里使用的 .netcore 版本为 2.1

• 取消勾选 “启用 Docker 支持(E)” 和 “为 Https 配置(C)”，点击确定，得到一个完整的 WebApi 项目框架，如图

1.2 直接按 F5 运行项目，一切正常，程序启动后进入默认路由调用，并输出结果

2. 异常路由

2.1 一切看起来都非常正常和美好，但，祸之福所倚；接下来我们在 接口 Get() 中人为的制造一点麻烦。

        [HttpGet]
        public ActionResult<IEnumerable<string>> Get()
        {
            throw new Exception("出错了.....");

            return new string[] { "value1", "value2" };
        }

2.2 这是由于项目配置了运行环境变量 ASPNETCORE_ENVIRONMENT=Development 后，Startup.cs 中配置了开发环境下，使用系统默认页，所以我们才可以看到上面的异常信息

如果你把环境变量设置为 ASPNETCORE_ENVIRONMENT=Production ，你会发现，在异常发生的时候，你得到了一个空白页。

3. 异常处理方式一：服务过滤

    在传统的 Asp.Net MVC 应用程序中，我们一般都使用服务过滤的方式去捕获和处理异常，这种方式非常常见，而且可用性来说，体验也不错，幸运的是 Asp.Net Core 也完整的支持该方式，接下来创建一个全局异常处理类 CustomerExceptionFilter

public class CustomerExceptionFilter : Attribute, IExceptionFilter
{
    private readonly ILogger logger = null;
    private readonly IHostingEnvironment environment = null;
    public CustomerExceptionFilter(ILogger<CustomerExceptionFilter> logger, IHostingEnvironment environment)
    {
        this.logger = logger;
        this.environment = environment;
    }

    public void OnException(ExceptionContext context)
    {
        Exception exception = context.Exception;
        string error = string.Empty;

        void ReadException(Exception ex)
        {
            error += string.Format("{0} | {1} | {2}", ex.Message, ex.StackTrace, ex.InnerException);
            if (ex.InnerException != null)
            {
                ReadException(ex.InnerException);
            }
        }

        ReadException(context.Exception);
        logger.LogError(error);

        ContentResult result = new ContentResult
        {
            StatusCode = 500,
            ContentType = "text/json;charset=utf-8;"
        };

        if (environment.IsDevelopment())
        {
            var json = new { message = exception.Message, detail = error };
            result.Content = JsonConvert.SerializeObject(json);
        }
        else
        {
            result.Content = "抱歉，出错了";
        }
        context.Result = result;
        context.ExceptionHandled = true;
    }
}

3.1 CustomerExceptionFilter 继承自 IExceptionFilter 接口，并实现 void OnException(ExceptionContext context) 方法，在 CustomerExceptionFilter

构造方法中，定义了两个参数，用于记录异常日志和获取程序运行环境变量

    private readonly ILogger logger = null;
    private readonly IHostingEnvironment environment = null;
    public CustomerExceptionFilter(ILogger<CustomerExceptionFilter> logger, IHostingEnvironment environment)
    {
        this.logger = logger;
        this.environment = environment;
    }

3.2 在接下来的 OnException 方法中，利用 environment 进行产品环境的判断，并使用 logger 将日志写入硬盘文件中，为了将日志写入硬盘，

需要引用 Nuget 包 NLog.Extensions.Logging/NLog.Web.AspNetCore ，并在 Startup.cs 文件的 Configure 方法中添加扩展

public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env, ILoggerFactory factory)
        {
            // 将 NLog
            factory.AddConsole(Configuration.GetSection("Logging"))
                   .AddNLog()
                   .AddDebug();

            var nlogFile = System.IO.Path.Combine(env.ContentRootPath, "nlog.config");
            env.ConfigureNLog(nlogFile);

            if (env.IsDevelopment())
            {
                app.UseDeveloperExceptionPage();
            }

            app.UseMvc();
        }

3.3 上面的代码读取了配置文件 nlog.config 并设置为 NLog 的配置，该文件定义如下

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<nlog xmlns="http://www.nlog-project.org/schemas/NLog.xsd" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" autoReload="true" internalLogLevel="info">

  <!-- Load the ASP.NET Core plugin -->
  <extensions>
    <add assembly="NLog.Web.AspNetCore"/>
  </extensions>

  <!-- Layout: https://github.com/NLog/NLog/wiki/Layout%20Renderers -->
  <targets>
    <target xsi:type="File" name="errorfile" fileName="/data/logs/logfilter/error-${shortdate}.log" layout="${longdate}|${logger}|${uppercase:${level}}|  ${message} ${exception}|${aspnet-Request-Url}" />
    <target xsi:type="Null" name="blackhole" />
  </targets>

  <rules>
    <logger name="Microsoft.*" minlevel="Error" writeTo="blackhole" final="true" />
    <logger name="*" minlevel="Error" writeTo="errorfile" />
  </rules>
</nlog>

3.4 为了在 WebApi 控制器中使用 CustomerExceptionFilter 过滤器，我们还需要在 Startup.cs 将 CustomerExceptionFilter 注入到容器中

        // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            // 将异常过滤器注入到容器中
            services.AddScoped<CustomerExceptionFilter>();

            services.AddMvc()
                .SetCompatibilityVersion(CompatibilityVersion.Version_2_1);

        }

3.5 最后，在控制器 ValuesController 中应用该异常过滤器

    [ServiceFilter(typeof(CustomerExceptionFilter))]
    [Route("api/[controller]"), ApiController]
    public class ValuesController : ControllerBase
    {
        // GET api/values
        [HttpGet]
        public ActionResult<IEnumerable<string>> Get()
        {
            throw new Exception("出错了.....");
            return new string[] { "value1", "value2" };
        }
    }

3.6 现在，按 F5 启动程序，如预期所料，报错信息被 CustomerExceptionFilter 捕获，并转换为 json 格式输出

3.7 同时，NLog 组件也将日志信息记录到了硬盘中

4. 异常处理方式二：中间件捕获

接下来利用 .NetCore 的管道模式，在中间件中对异常进行捕获，首先，创建一个中间件

public class ExceptionMiddleware
{
    private readonly RequestDelegate next;
    private readonly ILogger logger;
    private IHostingEnvironment environment;

    public ExceptionMiddleware(RequestDelegate next, ILogger<ExceptionMiddleware> logger, IHostingEnvironment environment)
    {
        this.next = next;
        this.logger = logger;
        this.environment = environment;
    }

    public async Task Invoke(HttpContext context)
    {
        try
        {
            await next.Invoke(context);
            var features = context.Features;
        }
        catch (Exception e)
        {
            await HandleException(context, e);
        }
    }

    private async Task HandleException(HttpContext context, Exception e)
    {
        context.Response.StatusCode = 500;
        context.Response.ContentType = "text/json;charset=utf-8;";
        string error = "";

        void ReadException(Exception ex)
        {
            error += string.Format("{0} | {1} | {2}", ex.Message, ex.StackTrace, ex.InnerException);
            if (ex.InnerException != null)
            {
                ReadException(ex.InnerException);
            }
        }

        ReadException(e);
        if (environment.IsDevelopment())
        {
            var json = new { message = e.Message, detail = error };
            error = JsonConvert.SerializeObject(json);
        }
        else
            error = "抱歉，出错了";

        await context.Response.WriteAsync(error);
    }
}

4.1 代码比较简单，在管道中使用 try/catch 进行捕获异常

创建 HandleException(HttpContext context, Exception e) 处理异常，判断是 Development 环境下，输出详细的错误信息，非 Development 环境仅提示调用者“抱歉，出错了”，同时使用 NLog 组件将日志写入硬盘；同样，在 Startup.cs 中将 ExceptionMiddleware 加入管道中

        // This method gets called by the runtime. Use this method to configure the HTTP request pipeline.
        public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env, ILoggerFactory factory)
        {
            // 将 NLog
            factory.AddConsole(Configuration.GetSection("Logging"))
                   .AddNLog()
                   .AddDebug();

            var nlogFile = System.IO.Path.Combine(env.ContentRootPath, "nlog.config");
            env.ConfigureNLog(nlogFile);

            // ExceptionMiddleware 加入管道
            app.UseMiddleware<ExceptionMiddleware>();

            //if (env.IsDevelopment())
            //{
            //    app.UseDeveloperExceptionPage();
            //}

            app.UseMvc();
        }

4.2 一切就绪，按 F5 运行程序，网页中输出了期望中的 json 格式错误信息，同时 NLog 组件也将日志写入了硬盘

结语

在本例中，通过依赖注入和管道中间件的方式，演示了两种不同的全局捕获异常处理的过程；值得注意到是，两种方式对于 NLog 的使用，都是一样的，没有任何差别，代码无需改动；实际项目中，也是应当区分不同的业务场景，输出不同的日志信息，不管是从安全或者是用户体验友好性上面来说，都是非常值得推荐的方式，全局异常捕获处理，完全和业务剥离。

源码下载

https://github.com/lianggx/EasyAspNetCoreDemo/tree/master/Ron.LogFilter