Go【No-14】错误与异常

2024-02-21 19:19:58

错误与异常

意料之中的叫错误
意料之外的叫异常

错误：是指可能出现问题的地方出现了问题，比如打开一个文件时失败，这种情况是在意料之中的。
异常：是指不应该出现问题的地方出现了问题，比如引用了空指针，这种情况在人们的意料之外。

所以错误是业务过程的一部分，而异常不是。

错误

Go 中错误是一种类型。
错误用内置的 error类型表示。和 int、float64 是等价的。

error 是一个接口，接口是一种类型，所以说 error 是一种类型。
type error interface {
	Error() string
}
error类型可以存储错误值，从函数中返回等等。

package main

import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    f, err := os.Open("test.txt")
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    // 根据f进行文件读写
    fmt.Println(f.Name(), "opened successfully")
}

抛出错误

在编写桩模块供人调用时，我们不知道调用者会传进来什么参数，所以我们需要对传进来的参数做判断。
如果发生错误我们需要进行处理，或者抛出错误。

要抛出错误，那得先会创建错误。

创建错误有两种方式：

通过 errors 包的 New() 函数创建：func New(errMsg string) error
通过 fmt 包的 Errorf() 函数创建：func Errorf(format string, a ...interface{}) error

创建错误

errors.New(string)
fmt.Errorf(string, ...interface{})

这两种方式区别在于：
Errorf() 可以使用格式化字符来返回错误信息，而 New() 不能。

eg：

errors.New()：

func div(a, b float64) (float64, error) {
    if b == 0 {
        return 0, errors.New("除数小于0")
    }
    return a / b, nil
}

调用的效果：

fmt.Println(div(10, 0))    // 除数小于0

fmt.Errorf()：

func div(a, b float64) (float64, error) {
	if b == 0 {
		return 0, fmt.Errorf("错误码: [%d] \t 除数小于0", 100)
	}
	return a / b, nil
}

调用的效果：

fmt.Println(div(10, 0))    // 0 错误码: [100] 除数小于0

捕获错误

当我们写驱动模块的时候，在调用桩模块时有可能返回错误，我们可以通过判断最后一个返回值 err （最后一个返回值返回错误类型，这是约定俗成的）来判断是否有返回错误。

func main() {
    quotient, err := div(10, 0)
    if err != nil {    // 捕获错误
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Println(quotient)
}

自定义错误

简简单单的 Error.New() 和 fmt.Errorf() 有时候并不能满足我们的需求，所以我们还得自定义错误。

自定义错误分为三步：

创建一个结构体
实现 error 接口
定义其他方法

其中第一步和第二步是必选的，第三步是可选的。

eg：

自定义错误

// 创建一个结构体
type dataError struct {
	Err    string
	height int
	weight int
	age    int
}
// 实现 error 接口，使 dataError 成为 error 类型
func (d *dataError) Error() string { return d.Err }

// 定义其他方法
func (d *dataError) heightNegativeError() bool { return d.height < 0 }
func (d *dataError) weightNegativeError() bool { return d.weight < 0 }
func (d *dataError) ageNegativeError() bool { return d.age <= 0 }

抛出错误

type status = bool

const (
	SUCCESS = true  // SUCCESS 验证通过
	FAIL    = false	// FAIL    验证未通过
)

type Person struct {
	height int
	weight int
	age    int
}
// 验证不通过时，抛出错误
func variety(p Person) (status, error) {
	if p.height < 0 || p.weight < 0 || p.age < 0 {
		return FAIL, &dataError{"数据有误", p.height, p.weight, p.age}    // 抛出错误
	}
	return SUCCESS, nil
}

捕获错误

func main() {
	p := Person{178, 120, -18}
	s, err := variety(p)

	if err != nil {    // 捕获错误
		fmt.Println("Error:", err)
		return
	}
	fmt.Println(s, p)
}

输出结果：

$ go run main.go
Error: 数据有误

如果捕获到了错误，而我们又想进一步判断是什么错误，需要用到 类型断言。

func main() {
	p := Person{178, 120, -18}
	s, err := variety(p)

	if err != nil {    // 捕获错误
		if ins, ok := err.(*dataError); ok {    // 类型断言，判断是哪种错误
			switch {    // 捕获后的处理，可以打印错误信息，也可以取个绝对值等其他操作。
			case ins.heightNegativeError(): ins.Err = "身高为负"
			case ins.weightNegativeError(): ins.Err = "体重为负"
			case ins.ageNegativeError():    ins.Err = "年龄为负"
			}
			fmt.Println("Error:", ins)
		}
		return
	}
	fmt.Println(s, p)
}

输出结果：

$ go run main.go
Error: 年龄为负

异常

当一个程序遇到意料之外的错误时，应该抛出异常，停止程序的运行。
Go 中引入两个内置函数 panic() 和 recover() 来出发和终止异常处理流程，同时引入关键字 defer 来延迟执行延迟函数。

复习一下 defer

func fn() {
    fmt.Println("start")
    defer fmt.Println(1)
    defer fmt.Println(2)
    defer fmt.Println(3)
    fmt.Println("end")
}
// ---------------------
// Output:
start
end
3
2
1

先 defer 的后执行，后 defer 的先执行

panic

内置函数
发生 panic 的情况有两种：
1. 手动抛出，即编写 panic 语句
2. 程序发生错误由系统抛出。
如果函数中出现了 panic 语句，则不会继续执行 panic 下面的代码，而是会逆序执行 defer 修饰的函数，然后返回调用处
如果一路都没有遇到 recover()，则一路传递回所在协程的起点，然后该协程结束，终止其他所有协程（包括主协程）。
最终整个 goroutine 退出，报告错误。

panic 的签名如下：

func panic(v interface{})

panic 中接受一个任何类型的参数，可以传递一个错误消息的字符串，也可以传递一个错误码。

eg：

func fn() {
    fmt.Println("start")
    defer fmt.Println(1)
    defer fmt.Println(2)

    panic(100)

    defer fmt.Println(3)
    fmt.Println("end")
}

func main() {
    defer fmt.Println("main defer...")
	fn()
	fmt.Println("After fn()...")
}

// ---------------------
// Output:
start
2
1
main defer...
panic: 100

goroutine 1 [running]:
main.fn()    e:/---CODE/GO/root/src/boii.xyz/study/Helloworld/main.go:19 +0x166
main.main()  e:/---CODE/GO/root/src/boii.xyz/study/Helloworld/main.go:26 +0x27
exit status 2

可以看出发生 panic 之后，在 panic 之前 defer 的代码依然会逆序执行，然后回到调用处。
上面的例子执行完 fn() 中 defer 函数后，便返回了 main() 函数，
接着执行早在调用 fn() 之前就 defer 的打印语句，然后就终止程序了。

结论：defer函数的执行优先于 panic

recover

内置函数
用来终止一个协程中的 panicking 行为，捕获 panic，从而影响应用的行为。
recover 需要用 defer 修饰。
一般的调用建议：
1. 在 defer 函数中，通过 recover 来终止一个协程的 panicking 过程，从而恢复正常代码的执行
2. 可以获取通过 panic 传递的 error

简而言之，go中可以抛出一个 panic的异常，然后在 defer 中通过 recover 捕获这个异常，然后正常处理。

Q：为什么 recover 需要 defer 修饰？

A：因为发生 panic 后，只会执行 defer 修饰的函数，然后返回函数调用处。
而 recover 是专门用来恢复 panic 的，所以必须用 defer 修饰 recover，
且 recover 需放置在出现或可能出现 panic 的地方之前，否则一旦发生 panic，程序控制流就开始往回走，panic 下方的任何代码包括 defer 修饰的地方也不会执行，这样就捕获不到 panic 了。

eg：
发生数组下标越界，没有 recover时

func traverse(a [5]int) {
	for i := 0; i <= 5; i++ {
		fmt.Println(a[i])
	}
	fmt.Println("under for")
}

func main() {
	defer fmt.Println("main defer...")

	a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
	traverse(a)

	fmt.Println("After div()...")
}
// ---------------------
// Output:
1
2
3
4
5
main defer...
panic: runtime error: index out of range [5] with length 5

goroutine 1 [running]:
main.traverse(0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5)
        e:/---CODE/GO/root/src/boii.xyz/study/Helloworld/main.go:17 +0xbe
main.main()
        e:/---CODE/GO/root/src/boii.xyz/study/Helloworld/main.go:25 +0x105
exit status 2

最后的 exit status 2说明程序是非正常退出的。

下面是使用了 recover 的效果

func traverse(a [5]int) {
	defer func() {
		if msg := recover(); msg != nil {
			fmt.Println(msg)
		}
	}()
	for i := 0; i <= 5; i++ {    // 这里会发生数组下标越界，引发panic
		fmt.Println(a[i])
	}
	fmt.Println("under for")
}

func main() {
	defer fmt.Println("main defer...")

	a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
	traverse(a)

	fmt.Println("After div()...")
}
// ---------------------
// Output:
1
2
3
4
5
runtime error: index out of range [5] with length 5
After div()...
main defer...

可以看到，发生数组下标越界时，程序会引发 panic，然后开始执行 defer 函数；
在 defer 函数里遇到了 recover，使得程序恢复正常运行，打印了错误信息后，回到主函数继续执行
但是我们会发现虽然被 recover 恢复了，但是 for 循环下面的语句依然不会执行。

结论：
recover 必须用 defer 修饰
recover 必须放在可能引发 panic 的地方之前
即使 recover 了，在函数里，引发 panic 的地方下面那些代码依然没有机会运行。

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捕获错误

自定义错误

异常

复习一下 defer

panic

recover

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