一篇文章搞懂Golang的error处理


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 { Opstring Path string Errerror }


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---------------------------------- === RUNTestErrWrap 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---------------------------------- === RUNTestErrIs 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---------------------------------- === RUNTestErrIs 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-------------------------------------------- === RUNTestErrAs 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.EOFtype 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
    【一篇文章搞懂Golang的error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。
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    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 errerror )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 { rio.Reader // The reader provided by the client. splitSplitFunc // 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. startint// First non-processed byte in buf. endint// End of data in buf. errerror// Sticky error. emptiesint// Count of successive empty tokens. scanCalledbool// Scan has been called; buffer is in use. donebool// 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 { Codeint 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-------------------------- === RUNTestXXXX 2022/03/25 22:05:40 error1 != error2

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参考文献
《Effective GO》
《Go程序设计语言》
https://dave.cheney.net/practical-go/presentations/qcon-china.html#_error_handling

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