Golang语言异常机制解析：错误策略与优雅处理

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前言

作为开发者来说，我们没办法保证程序在运行过程中永远不会出现异常，对于异常，在很多编程语言中，可以用 try-catch语句来捕获，而Go语言的开发者显然觉得 try-catch被滥用了，因此 Go不支持使用 try-catch语句捕获异常处理。

那么，Go语言是如何定义和处理程序的异常呢？

Go语言的将程序运行出现的问题分为两种：错误(error)和异常(exception)，错误是程序(比如一个函数)运行的预期结果之一，当你调用一个函数时，就应该处理出现错误的情况，而异常是不可预期的(当然也可以手动触发)且会导致程序中断运行的严重错误。

目录

前言

Go错误处理策略

创建error的几种方式

errors包

fmt包

自定义错误类型

如何处理错误

直接返回错误

记录日志并继续运行

记录日志并结束运行

Go异常处理机制

panic函数

recover函数

总结

Go错误处理策略

编写Go语言程序，一般推荐通过函数的最后一个返回值告诉调用者函数是否执行成功，可以分两种情况来讨论：

第一种情况，如果函数的执行结果只有正确与失败，那么返回值可以是 boolean类型：

func exists(key string) bool {
	//to check if the key is exists
	return true
}

if ok := exists("test"); ok {
	// do something
}

第二种情况，如果要让调用者得到更详细的错误信息，显然只返回一个布尔值是不够的，这时候可以返回一个 error类型，error类型是一个接口，只有一个 Error方法的接口：

type error interface {
	Error() string
}

通过 error类型的 Error方法，可以获得更详细的错误信息，方便调用者做进一步的处理，因此在 Go标准库的方法和函数中，一般都会将 error类型作为最后一个返回值，比如我们以前文章中讲到的 os包下的 Open和 Create函数：

package os

func Open(name string) (*File, error) {
	return OpenFile(name, O_RDONLY, 0)
}

func Create(name string) (*File, error) {
	return OpenFile(name, O_RDWR|O_CREATE|O_TRUNC, 0666)
}

当函数最后一个返回值 error不为 nil时，表示执行不成功，此时其他的返回值就应该忽略：

file,err := os.Open("./my.dat")

if err != nil{
  	return err
}

defer file.Close()

上面代码中，如果 error不为 nil,那么变量 file则为 nil，表示无法获得一个文件句柄，这时候直接返回错误，因为如果再继续往下执行，可能会引发程序崩溃。

当然并不是所有情况下一遇到返回的 error不为 nil，就要抛弃其他返回值，比如使用 Read()方法读取文件时:

Read(p []byte) (n int, err error)

在读取文件到结尾时 Read方法会返回一个 io.EOF的错误:

var EOF = errors.New("EOF")

此时虽然 error不为 nil，但仍然应该把读取到的字节数组保存，而不是抛弃掉。

创建error的几种方式

当我们开发自己的函数时，也可以创建自己的错误类型，有以下几种方式：

errors包

errors包下的 New()函数可以创建一个只有文本信息的 error类型：

package main

func main() {
	var s = []int{1, 2, 3}
	s[3] = 10
}

fmt包

fmt包下的 Errorf函数可以将文本格式后作为error类型的错误信息，并返回一个error类型，因此其作用与errors.New函数类似

func getFile(name string)(*os.file,error){
	if name == ""{
		return nil,fmt.Errorf("file name could not be empty")
	}
}

fmt.Errorf函数还能封装其他 error类型，再返回一个新的 error类型，以此形成一条完整的错误链条：

doc, err := html.Parse(resp.Body)
resp.Body.Close()
if err != nil {
	return nil, fmt.Errorf("parsing %s as HTML: %v", url,err)
}

自定义错误类型

其实，上面两种创建错误类型的方式，本质上都是实现 error接口，我们也可以创建一个拥有 Error方法的类型来实现 error接口：

type Result struct {
	Code    int
	Message string
	Data    interface{}
}

func (r Result) Error() string {
	return r.Message
}

如何处理错误

当调用的函数或方法的返回值有 error类型时，最简单的当然可以选择直接忽略错误，不过更恰当的方式是处理对应的错误，有以下几种处理策略：

直接返回错误

对于函数来说，如果在执行时遇到错误，可以直接返回给上层调用者：

func SendMessage(url string) error {
	if url == ""{
		return errors.New("url can't not be empty")
	}
	_, err := http.Get(url)
	if err != nil {
		return err
	}
	return nil
}

记录日志并继续运行

当调用函数时遇到返回的错误，如果不影响程序运行，也可以选择记录错误日志并往下执行:

if err := SendMessage("https://xxx/sendMessage");err != nil{
	log.Printf("the message sending been broken by : %v\n", err)
}

记录日志并结束运行

如果错误影响程序的执行，也可以记录日志后，退出程序执行：

if err := SendMessage("https://xxx/sendMessage");err != nil{
	log.Printf("the message sending been broken by : %v\n", err)
	os.Exit(1)
}

记录日志并退出执行，直接用 log包的 Fatalf函数就可以做到，因此上面代码的更简洁做法是：

if err := SendMessage("https://xxx/sendMessage");err != nil{
	log.Fatalf("the message sending been broken by : %v\n", err)
}

Go异常处理机制

在Go语言中，异常是指会引发程序崩溃无法继续运行的错误，比如数组越界或者空指针引用等情况，这时候会触发 panic异常：

package main

func main() {
	var s = []int{1, 2, 3}
	s[3] = 10
}

上面程序运行结果如下，可以看出触发了数组越界的异常：

panic: runtime error: index out of range [3] with length 3

无论是在主协程还是子协程中，一旦触发 panic异常，整个程序都会终止运行。

panic函数

除了数组越界等不可预测的异常会自动触发 panic，也可以手动调用 panic函数触发异常来终止程序的运行：

func loadConfig(path string){
	panic("can't load the config file on path " + path)
}

一个良好的程序最好不要主动调用 panic函数，尤其是开发类库的时候，最好通过返回 error类型来告诉调用者发生了什么错误，而不是触发 panic导致程序终止运行。

recover函数

当发生 panic异常时，如果不捕获得异常，那么程序就是终止运行，在Go语言中，可以用 defer语句和 recover函数的模式来捕获 panic异常：

package main

import (
	"fmt"
	"log"
)

func main() {

	n1 := FindElementByIndex(1)
	fmt.Println(n1)
  
	n2 := FindElementByIndex(4)
	fmt.Println(n2)
}

func FindElementByIndex(index int) int {
	defer func() {
		if e := recover(); e != nil {
			log.Fatal(e)
		}
	}()
	s := []int{1, 2, 3, 4}
	return s[index]
}

总结

        本文深入探讨了Go语言的错误策略与异常机制。主要介绍了错误处理的重要性，以及Go语言中的错误类型和处理函数。此外还讨论了Go语言的异常机制，包括panic和recover函数的使用。通过合理的错误处理和异常处理，我们可以提高代码的可维护性和可靠性，减少潜在的bug和故障。希望本文对您有帮助，感谢阅读~