Golang的error处理方法有哪些

这篇文章主要介绍“Golang的error处理方法有哪些”,在日常操作中,相信很多人在Golang的error处理方法有哪些问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答”Golang的error处理方法有哪些”的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来学习吧!

    Golang中的error

    Golang中的 error 就是一个简单的接口类型。只要实现了这个接口,就可以将其视为一种 error

    type error interface {
        Error() string
    }

    error的几种玩法

    翻看Golang源码,能看到许多类似于下面的这两种error类型

    哨兵错误

    var EOF = errors.New("EOF")
    var ErrUnexpectedEOF = errors.New("unexpected EOF")
    var ErrNoProgress = errors.New("multiple Read calls return no data or error")

    缺点:

    1.让 error 具有二义性

    error != nil不再意味着一定发生了错误
    比如io.Reader返回io.EOF来告知调用者没有更多数据了,然而这又不是一个错误

    2.在两个包之间创建了依赖

    如果你使用了io.EOF来检查是否read完所有的数据,那么代码里一定会导入io包

    自定义错误类型

    一个不错的例子是os.PathError,它的优点是可以附带更多的上下文信息

    type PathError struct {
        Op   string
        Path string
        Err  error
    }

    Wrap error

    到这里我们可以发现,Golang 的 error 非常简单,然而简单也意味着有时候是不够用的

    Golang的error一直有两个问题:

    1.error没有附带file:line信息(也就是没有堆栈信息)

    比如这种error,鬼知道代码哪一行报了错,Debug时简直要命

    SERVICE ERROR 2022-03-25T16:32:10.687+0800!!!
           Error 1406: Data too long for column 'content' at row 1

    2.上层error想附带更多日志信息时,往往会使用fmt.Errorf()fmt.Errorf()会创建一个新的error,底层的error类型就被“吞”掉了

    var errNoRows = errors.New("no rows")
    
    // 模仿sql库返回一个errNoRows
    func sqlExec() error {
        return errNoRows
    }
    
    func serviceNoErrWrap() error {
        err := sqlExec()
        if err != nil {
            return fmt.Errorf("sqlExec failed.Err:%v", err)
        }
        
        return nil
    }
    
    func TestErrWrap(t *testing.T) {
        // 使用fmt.Errorf创建了一个新的err,丢失了底层err
        err := serviceNoErrWrap()
        if err != errNoRows {
            log.Println("===== errType don't equal errNoRows =====")
        }
    }
    -------------------------------代码运行结果----------------------------------
    === RUN   TestErrWrap
    2022/03/26 17:19:43 ===== errType don't equal errNoRows =====

    为了解决这个问题,我们可以使用github.com/pkg/error包,使用errors.withStack()方法将err保
    存到withStack对象

    // withStack结构体保存了error,形成了一条error链。同时*stack字段保存了堆栈信息。
    type withStack struct {
        error
        *stack
    }

    也可以使用errors.Wrap(err, "自定义文本"),额外附带一些自定义的文本信息

    源码解读:先将err和message包进withMessage对象,再将withMessage对象和堆栈信息包进withStack对象

    func Wrap(err error, message string) error {
        if err == nil {
            return nil
        }
        err = &withMessage{
            cause: err,
            msg:   message,
        }
        return &withStack{
            err,
            callers(),
        }
    }

    Golang1.13版本error的新特性

    Golang1.13版本借鉴了github.com/pkg/error包,新增了如下函数,大大增强了 Golang 语言判断 error 类型的能力

    errors.UnWrap()

    // 与errors.Wrap()行为相反
    // 获取err链中的底层err
    func Unwrap(err error) error {
        u, ok := err.(interface {
            Unwrap() error
        })
        if !ok {
            return nil
        }
        return u.Unwrap()
    }

    errors.Is()

    在1.13版本之前,我们可以用err == targetErr判断err类型
    errors.Is()是其增强版:error 链上的任一err == targetErr,即return true

    // 实践:学习使用errors.Is()
    var errNoRows = errors.New("no rows")
    
    // 模仿sql库返回一个errNoRows
    func sqlExec() error {
        return errNoRows
    }
    
    func service() error {
        err := sqlExec()
        if err != nil {
            return errors.WithStack(err)    // 包装errNoRows
        }
        
        return nil
    }
    
    func TestErrIs(t *testing.T) {
        err := service()
        
        // errors.Is递归调用errors.UnWrap,命中err链上的任意err即返回true
        if errors.Is(err, errNoRows) {
            log.Println("===== errors.Is() succeeded =====")
        }
        
        //err经errors.WithStack包装,不能通过 == 判断err类型
        if err == errNoRows {
            log.Println("err == errNoRows")
        }
    }
    -------------------------------代码运行结果----------------------------------
    === RUN   TestErrIs
    2022/03/25 18:35:00 ===== errors.Is() succeeded =====

    例子解读:

    因为使用errors.WithStack包装了sqlErrorsqlError位于error链的底层,上层的error已经不再是sqlError类型,所以使用==无法判断出底层的sqlError

    源码解读:

    • 我们很容易想到其内部调用了err = Unwrap(err)方法来获取error链中底层的error

    • 自定义error类型可以实现Is接口来自定义error类型判断方法

    func Is(err, target error) bool {
        if target == nil {
            return err == target
        }
        
        isComparable := reflectlite.TypeOf(target).Comparable()
        for {
            if isComparable && err == target {
                return true
            }
            // 支持自定义error类型判断
            if x, ok := err.(interface{ Is(error) bool }); ok && x.Is(target) {
                return true
            }
            if err = Unwrap(err); err == nil {
                return false
            }
        }
    }

    下面我们来看看如何自定义error类型判断:

    自定义的errNoRows类型,必须实现Is接口,才能使用erros.Is()进行类型判断

    type errNoRows struct {
        Desc string
    }
    
    func (e errNoRows) Unwrap() error { return e }
    
    func (e errNoRows) Error() string { return e.Desc }
    
    func (e errNoRows) Is(err error) bool {
        return reflect.TypeOf(err).Name() == reflect.TypeOf(e).Name()
    }
    
    // 模仿sql库返回一个errNoRows
    func sqlExec() error {
        return &errNoRows{"Kaolengmian NB"}
    }
    
    func service() error {
        err := sqlExec()
        if err != nil {
            return errors.WithStack(err)
        }
        
        return nil
    }
    
    func serviceNoErrWrap() error {
        err := sqlExec()
        if err != nil {
            return fmt.Errorf("sqlExec failed.Err:%v", err)
        }
        
        return nil
    }
    
    func TestErrIs(t *testing.T) {
        err := service()
        
        if errors.Is(err, errNoRows{}) {
            log.Println("===== errors.Is() succeeded =====")
        }
    }
    -------------------------------代码运行结果----------------------------------
    === RUN   TestErrIs
    2022/03/25 18:35:00 ===== errors.Is() succeeded =====

    errors.As()

    在1.13版本之前,我们可以用if _,ok := err.(targetErr)判断err类型
    errors.As()是其增强版:error 链上的任一err与targetErr类型相同,即return true

    // 通过例子学习使用errors.As()
    type sqlError struct {
        error
    }
    
    func (e *sqlError) IsNoRows() bool {
        t, ok := e.error.(ErrNoRows)
        return ok && t.IsNoRows()
    }
    
    type ErrNoRows interface {
        IsNoRows() bool
    }
    
    // 返回一个sqlError
    func sqlExec() error {
        return sqlError{}
    }
    
    // errors.WithStack包装sqlError
    func service() error {
        err := sqlExec()
        if err != nil {
            return errors.WithStack(err)
        }
        
        return nil
    }
    
    func TestErrAs(t *testing.T) {
        err := service()
        
        // 递归使用errors.UnWrap,只要Err链上有一种Err满足类型断言,即返回true
        sr := &sqlError{}
        if errors.As(err, sr) {
            log.Println("===== errors.As() succeeded =====")
        }
        
        // 经errors.WithStack包装后,不能通过类型断言将当前Err转换成底层Err
        if _, ok := err.(sqlError); ok {
            log.Println("===== type assert succeeded =====")
        }
    }
    ----------------------------------代码运行结果--------------------------------------------
    === RUN   TestErrAs
    2022/03/25 18:09:02 ===== errors.As() succeeded =====

    例子解读:

    因为使用errors.WithStack包装了sqlErrorsqlError位于error链的底层,上层的error已经不再是sqlError类型,所以使用类型断言无法判断出底层的sqlError

    error处理最佳实践

    上面讲了如何定义error类型,如何比较error类型,现在我们谈谈如何在大型项目中做好error处理

    优先处理error

    当一个函数返回一个非空error时,应该优先处理error,忽略它的其他返回值

    只处理error一次

    • 在Golang中,对于每个err,我们应该只处理一次。

    • 要么立即处理err(包括记日志等行为),return nil(把错误吞掉)。此时因为把错误做了降级,一定要小心处理函数返回值。

    比如下面例子json.Marshal(conf)没有return err ,那么在使用buf时一定要小心空指针等错误

    要么return err,在上层处理err

    反例:

    // 试想如果writeAll函数出错,会打印两遍日志
    // 如果整个项目都这么做,最后会惊奇的发现我们在处处打日志,项目中存在大量没有价值的垃圾日志
    // unable to write:io.EOF
    // could not write config:io.EOF
    
    type config struct {}
    
    func writeAll(w io.Writer, buf []byte) error {
        _, err := w.Write(buf)
        if err != nil {
            log.Println("unable to write:", err)
            return err
        }
        
        return nil
    }
    
    func writeConfig(w io.Writer, conf *config) error {
        buf, err := json.Marshal(conf)
        if err != nil {
            log.Printf("could not marshal config:%v", err)
        }
        
        if err := writeAll(w, buf); err != nil {
            log.Println("count not write config: %v", err)
            return err
        }
        
        return nil
    }

    不要反复包装error

    我们应该包装error,但只包装一次

    上层业务代码建议Wrap error,但是底层基础Kit库不建议

    如果底层基础 Kit 库包装了一次,上层业务代码又包装了一次,就重复包装了 error,日志就会打重

    比如我们常用的sql库会返回sql.ErrNoRows这种预定义错误,而不是给我们一个包装过的 error

    不透明的错误处理

    在大型项目中,推荐使用不透明的错误处理(Opaque errors):不关心错误类型,只关心error是否为nil

    好处:

    耦合小,不需要判断特定错误类型,就不需要导入相关包的依赖。
    不过有时候,这种处理error的方式不够用,比如:业务需要对参数异常error类型做降级处理,打印Warn级别的日志

    type ParamInvalidError struct {
        Desc string
    }
    
    func (e ParamInvalidError) Unwrap() error { return e }
    
    func (e ParamInvalidError) Error() string { return "ParamInvalidError: " + e.Desc }
    
    func (e ParamInvalidError) Is(err error) bool {
        return reflect.TypeOf(err).Name() == reflect.TypeOf(e).Name()
    }
    
    func NewParamInvalidErr(desc string) error {
        return errors.WithStack(&ParamInvalidError{Desc: desc})
    }
    ------------------------------顶层打印日志---------------------------------
    if errors.Is(err, Err.ParamInvalidError{}) {
        logger.Warnf(ctx, "%s", err.Error())
        return
    }
    if err != nil {
        logger.Errorf(ctx, " error:%+v", err)
    }

    简化错误处理

    Golang因为代码中无数的if err != nil被诟病,现在我们看看如何减少if err != nil这种代码

    bufio.scan

    CountLines() 实现了"读取内容的行数"功能

    可以利用 bufio.scan() 简化 error 的处理:

    func CountLines(r io.Reader) (int, error) {
        var (
            br    = bufio.NewReader(r)
            lines int
            err   error
        )
        
        for {
            _, err := br.ReadString('\n')
            lines++
            if err != nil {
                break
            }
        }
        
        if err != io.EOF {
            return 0, nilsadwawa 
        }
        
        return lines, nil
    }
    
    func CountLinesGracefulErr(r io.Reader) (int, error) {
        sc := bufio.NewScanner(r)
        
        lines := 0
        for sc.Scan() {
            lines++
        }
        
        return lines, sc.Err()
    }

    bufio.NewScanner() 返回一个 Scanner 对象,结构体内部包含了 error 类型,调用Err()方法即可返回封装好的error

    Golang源代码中蕴含着大量的优秀设计思想,我们在阅读源码时从中学习,并在实践中得以运用

    type Scanner struct {
        r            io.Reader // The reader provided by the client.
        split        SplitFunc // The function to split the tokens.
        maxTokenSize int       // Maximum size of a token; modified by tests.
        token        []byte    // Last token returned by split.
        buf          []byte    // Buffer used as argument to split.
        start        int       // First non-processed byte in buf.
        end          int       // End of data in buf.
        err          error     // Sticky error.
        empties      int       // Count of successive empty tokens.
        scanCalled   bool      // Scan has been called; buffer is in use.
        done         bool      // Scan has finished.
    }
    
    func (s *Scanner) Err() error {
        if s.err == io.EOF {
            return nil
        }
        return s.err
    }

    errWriter

    WriteResponse()函数实现了"构建HttpResponse"功能

    利用上面学到的思路,我们可以自己实现一个errWriter对象,简化对 error 的处理

    type Header struct {
        Key, Value string
    }
    
    type Status struct {
        Code   int
        Reason string
    }
    
    func WriteResponse(w io.Writer, st Status, headers []Header, body io.Reader) error {
        _, err := fmt.Fprintf(w, "HTTP/1.1 %d %s\r\n", st.Code, st.Reason)
        if err != nil {
            return err
        }
        
        for _, h := range headers {
            _, err := fmt.Fprintf(w, "%s: %s\r\n", h.Key, h.Value)
            if err != nil {
                return err
            }
        }
        
        if _, err := fmt.Fprintf(w, "\r\n"); err != nil {
            return err
        }
        
        _, err = io.Copy(w, body)
        return err
    }
    
    type errWriter struct {
        io.Writer
        err error
    }
    
    func (e *errWriter) Write(buf []byte) (n int, err error) {
        if e.err != nil {
            return 0, e.err
        }
        
        n, e.err = e.Writer.Write(buf)
        
        return n, nil
    }
    
    func WriteResponseGracefulErr(w io.Writer, st Status, headers []Header, body io.Reader) error {
        ew := &errWriter{w, nil}
        
        fmt.Fprintf(ew, "HTTP/1.1 %d %s\r\n", st.Code, st.Reason)
        
        for _, h := range headers {
            fmt.Fprintf(ew, "%s: %s\r\n", h.Key, h.Value)
        }
        
        fmt.Fprintf(w, "\r\n")
        
        io.Copy(ew, body)
        
        return ew.err
    }

    何时该用panic

    在 Golang 中panic会导致程序直接退出,是一个致命的错误。

    建议发生致命的程序错误时才使用 panic,例如索引越界、不可恢复的环境问题、栈溢出等等

    小补充

    errors.New()返回的是errorString对象的指针,其原因是防止字符串产生碰撞,如果发生碰撞,两个 error 对象会相等。
    源码:

    func New(text string) error {
        return &errorString{text}
    }
    
    // errorString is a trivial implementation of error.
    type errorString struct {
        s string
    }
    
    func (e *errorString) Error() string {
        return e.s
    }

    实践:error1error2的text都是"error",但是二者并不相等

    func TestErrString(t *testing.T) {
        var error1 = errors.New("error")
        var error2 = errors.New("error")
        
        if error1 != error2 {
            log.Println("error1 != error2")
        }
    }
    ---------------------代码运行结果--------------------------
    === RUN   TestXXXX
    2022/03/25 22:05:40 error1 != error2

    到此,关于“Golang的error处理方法有哪些”的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注蜗牛博客网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!

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