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 {
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sqlError，sqlError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sqlError，sqlError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：error1和error2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
创作不易，大家顺手点个赞～这对我很重要，蟹蟹各位啦～
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