Go语言错误与异常处理机制

出处:
http://www.cnblogs.com/Mike-zh/p/3789664.html

1 Error接口

Go语言中的error类型实际上是抽象了Error()方法的error接口

type error interface {
    Error() string
}

Go语言使用该接口进行标准的错误处理。
对于大多数函数，如果要返回错误，大致上都可以定义为如下模式，将error作为多种返回值中的最后一个，但这并非是强制要求：

func Foo(param int)(n int, err error) {
    // ...
}

调用时的代码建议按如下方式处理错误情况：

n, err := Foo(0)
if err != nil {
    // 错误处理
} else {
    // 使用返回值n
}

看下面的例子综合了一下error接口的用法：

package main

import (
    "fmt"
)

/**
 * 自定义Error类型，实现内建Error接口
 * type Error interface {
 *      Error() string
 * }
 */
type ArithmeticError struct {
    error   //实现error接口
}

//重写Error()方法
func (this *ArithmeticError) Error() string {
    return "自定义的error,error名称为算数不合法"
}

//定义除法运算函数
func Devide(num1, num2 int) (rs int, err error) {
    if num2 == 0 {
        return 0, &ArithmeticError{}
    } else {
        return num1 / num2, nil
    }
}
func main() {
    var a, b int
    fmt.Scanf("%d %d", &a, &b)

    rs, err := Devide(a, b)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    } else {
        fmt.Println("结果是：", rs)
    }
}

若输入5 0(产生错误的情况:

5 0
自定义的error,error名称为算数不合法

通过上面的例子可以看出error类型类似于Java中的Exception类型，不同的是Exception必须搭配throw和catch使用。

2 defer–延迟语句

在Go语言中，可以使用关键字defer向函数注册退出调用，即主调函数退出时，defer后的函数才会被调用。
defer语句的作用是不管程序是否出现异常，均在函数退出时自动执行相关代码。（相当于Java中的finally ）
当函数执行到最后时，这些defer语句会按照逆序执行，最后该函数返回。
例如：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        defer fmt.Println(i)
    }
}

其执行结果为：

4
3
2
1
0

defer语句在声明时被加载到内存(多个defer语句按照FIFO原则) ，加载时记录变量的值，而在函数返回之后执行，看下面的例子：

例子1：defer语句加载时记录值

func f1() {
    i := 0
    defer fmt.Println(i) //实际上是将fmt.Println(0)加载到内存
    i++
    return
}
func main() {
    f1()
}

结果显然是0

例子2：在函数返回后执行

func f2() (i int) {
    var a int = 1
    defer func() {
        a++
        fmt.Println("defer内部", a)
    }()
    return a
}
func main() {
    fmt.Println("main中", f2())
}

其结果是

defer内部 2
main中 1

例子3：defer语句会读取主调函数的返回值，并对返回值赋值.(注意和例子2的区别)

func f3() (i int) {
    defer func() {
        i++
    }()
    return 1
}
func main() {
    fmt.Println(f3())
}

其结果竟然是2.

通过上面的几个例子，自然而然会想到用defer语句做清理工作，释放内存资源（这样你再也不会为Java中的try-catch-finally层层嵌套而苦恼了）
例如关闭文件句柄：

srcFile,err := os.Open("myFile")
defer srcFile.Close()

关闭互斥锁：

mutex.Lock()
defer mutex.Unlock()

上面例子中defer语句的用法有两个优点：
1. 让设计者永远也不会忘记关闭文件，有时当函数返回时常常忘记释放打开的资源变量。
2. 将关闭和打开靠在一起，程序的意图变得清晰很多。
下面看一个文件复制的例子：

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "os"
)

func main() {
    copylen, err := copyFile("dst.txt", "src.txt")
    if err != nil {
        return
    } else {
        fmt.Println(copylen)
    }

}

//函数copyFile的功能是将源文件sec的数据复制给dst
func copyFile(dstName, srcName string) (copylen int64, err error) {
    src, err := os.Open(srcName)
    if err != nil {
        return
    }
    //当return时就会调用src.Close()把源文件关闭
    defer src.Close()
    dst, err := os.Create(dstName)
    if err != nil {
        return
    }
    //当return是就会调用src.Close()把目标文件关闭
    defer dst.Close()
    return io.Copy(dst, src)
}

3 panic-recover运行时异常处理机制

Go语言中没有Java中那种try-catch-finally结构化异常处理机制，而使用panic()函数答题throw/raise引发错误，然后在defer语句中调用recover()函数捕获错误，这就是Go语言的异常恢复机制——panic-recover机制

两个函数的原型为：

func panic(interface{})//接受任意类型参数 无返回值
func recover() interface{}//可以返回任意类型 无参数

一定要记住，你应当把它作为最后的手段来使用，也就是说，你的代码中应当没有，或者很少有panic的东西。这是个强大的工具，请明智地使用它。那么，我们应该如何使用它呢？

panic()

是一个内建函数，可以中断原有的控制流程，进入一个令人panic(恐慌即Java中的异常)的流程中。当函数F调用panic，函数F的执行被中断，但是F中的延迟函数(必须是在panic之前的已加载的defer)会正常执行，然后F返回到调用它的地方。在调用的地方，F的行为就像调用了panic。这一过程继续向上，直到发生panic的goroutine中所有调用的函数返回，此时程序退出。异常可以直接调用panic产生。也可以由运行时错误产生，例如访问越界的数组。

recover()

是一个内建的函数，可以让进入令人恐慌的流程中的goroutine恢复过来。recover仅在延迟函数中有效。在正常的执行过程中，调用recover会返回nil，并且没有其它任何效果。如果当前的goroutine陷入panic，调用recover可以捕获到panic的输入值，并且恢复正常的执行。

一般情况下，recover()应该在一个使用defer关键字的函数中执行以有效截取错误处理流程。如果没有在发生异常的goroutine中明确调用恢复过程（使用recover关键字），会导致该goroutine所属的进程打印异常信息后直接退出。

这里结合自定义的error类型给出一个使用panic和recover的完整例子：

package main

import (
    "fmt"
)

//自定义错误类型
type ArithmeticError struct {
    error
}

//重写Error()方法
func (this *ArithmeticError) Error() string {
    return "自定义的error,error名称为算数不合法"
}

//定义除法运算函数***这里与本文中第一幕①error接口的例子不同
func Devide(num1, num2 int) int {
    if num2 == 0 {
        panic(&ArithmeticError{}) //当然也可以使用ArithmeticError{}同时recover等到ArithmeticError类型
    } else {
        return num1 / num2
    }
}
func main() {
    var a, b int
    fmt.Scanf("%d %d", &a, &b)

    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Printf("panic的内容%v\n", r)
            if _, ok := r.(error); ok {
                fmt.Println("panic--recover()得到的是error类型")
            }
            if _, ok := r.(*ArithmeticError); ok {
                fmt.Println("panic--recover()得到的是ArithmeticError类型")
            }
            if _, ok := r.(string); ok {
                fmt.Println("panic--recover()得到的是string类型")
            }
        }
    }()

    rs := Devide(a, b)
    fmt.Println("结果是：", rs)
}

输入5 2得：

5 2
结果是： 2

输入5 0得：

5 0
panic的内容自定义的error,error名称为算数不合法
panic--recover()得到的是error类型
panic--recover()得到的是ArithmeticError类型

可见已将error示例程序转换为了Java中的用法,但是在大多数程序中使用error处理的方法较多。

需要注意的是：defer语句定义的位置 如果defer放在了rs := Devide(a, b)语句之后，defer将没有机会执行即下面的程序失效：

rs := Devide(a, b)
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Printf("panic的内容%v\n", r)
            if _, ok := r.(error); ok {
                fmt.Println("panic--recover()得到的是error类型")
            }
            if _, ok := r.(*ArithmeticError); ok {
                fmt.Println("panic--recover()得到的是ArithmeticError类型")
            }
            if _, ok := r.(string); ok {
                fmt.Println("panic--recover()得到的是string类型")
            }
        }
    }()

因为在在陷入panic之前defer语句没有被加载到内存，而在执行panic时程序被中断，因而无法执行defer语句。