Go 错误处理

Go语言主要的设计准则是：简洁、明白，简洁是指语法和C类似，相当的简单，明白是指任何语句都是很明显的，不含有任何隐含的东西，在错误处理方案的设计中也贯彻了这一思想。我们知道在C语言里面是通过返回-1或者NULL之类的信息来表示错误，但是对于使用者来说，不查看相应的API说明文档，根本搞不清楚这个返回值究竟代表什么意思，比如:返回0是成功，还是失败,而Go定义了一个叫做error的类型，来显式表达错误。在使用时，通过把返回的error变量与nil的比较，来判定操作是否成功。例如os.Open函数在打开文件失败时将返回一个不为nil的error变量

func Open(name string) (file *File, err error)

下面这个例子通过调用os.Open打开一个文件，如果出现错误，那么就会调用log.Fatal来输出错误信息：

f, err := os.Open("filename.ext")
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}

类似于os.Open函数，标准包中所有可能出错的API都会返回一个error变量，以方便错误处理，这个小节将详细地介绍error类型的设计，和讨论开发Web应用中如何更好地处理error。

Error类型

error类型是一个接口类型，这是它的定义：

type error interface {
    Error() string
}

error是一个内置的接口类型，我们可以在/builtin/包下面找到相应的定义。而我们在很多内部包里面用到的 error是errors包下面的实现的私有结构errorString

// errorString is a trivial implementation of error.
type errorString struct {
    s string
}

func (e *errorString) Error() string {
    return e.s
}

你可以通过errors.New把一个字符串转化为errorString，以得到一个满足接口error的对象，其内部实现如下：

// New returns an error that formats as the given text.
func New(text string) error {
    return &errorString{text}
}

下面这个例子演示了如何使用errors.New:

func Sqrt(f float64) (float64, error) {
    if f < 0 {
        return 0, errors.New("math: square root of negative number")
    }
    // implementation
}

在下面的例子中，我们在调用Sqrt的时候传递的一个负数，然后就得到了non-nil的error对象，将此对象与nil比较，结果为true，所以fmt.Println(fmt包在处理error时会调用Error方法)被调用，以输出错误，请看下面调用的示例代码：

f, err := Sqrt(-1)
if err != nil {
    fmt.Println(err)
}   

自定义Error

通过上面的介绍我们知道error是一个interface，所以在实现自己的包的时候，通过定义实现此接口的结构，我们就可以实现自己的错误定义，请看来自Json包的示例：

type SyntaxError struct {
    msg    string // 错误描述
    Offset int64  // 错误发生的位置
}

func (e *SyntaxError) Error() string { return e.msg }

Offset字段在调用Error的时候不会被打印，但是我们可以通过类型断言获取错误类型，然后可以打印相应的错误信息，请看下面的例子:

if err := dec.Decode(&val); err != nil {
    if serr, ok := err.(*json.SyntaxError); ok {
        line, col := findLine(f, serr.Offset)
        return fmt.Errorf("%s:%d:%d: %v", f.Name(), line, col, err)
    }
    return err
}

需要注意的是，函数返回自定义错误时，返回值推荐设置为error类型，而非自定义错误类型，特别需要注意的是不应预声明自定义错误类型的变量。例如：

func Decode() *SyntaxError { // 错误，将可能导致上层调用者err!=nil的判断永远为true。
    var err *SyntaxError     // 预声明错误变量
    if 出错条件 {
        err = &SyntaxError{}
    }
    return err               // 错误，err永远等于非nil，导致上层调用者err!=nil的判断始终为true
}

原因见  http://golang.org/doc/faq#nil_error

上面例子简单的演示了如何自定义Error类型。但是如果我们还需要更复杂的错误处理呢？此时，我们来参考一下net包采用的方法：

package net

type Error interface {
    error
    Timeout() bool   // Is the error a timeout?
    Temporary() bool // Is the error temporary?
}

在调用的地方，通过类型断言err是不是net.Error,来细化错误的处理，例如下面的例子，如果一个网络发生临时性错误，那么将会sleep 1秒之后重试：

if nerr, ok := err.(net.Error); ok && nerr.Temporary() {
    time.Sleep(1e9)
    continue
}
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}

错误处理

Go在错误处理上采用了与C类似的检查返回值的方式，而不是其他多数主流语言采用的异常方式，这造成了代码编写上的一个很大的缺点:错误处理代码的冗余，对于这种情况是我们通过复用检测函数来减少类似的代码。

请看下面这个例子代码：

func init() {
    http.HandleFunc("/view", viewRecord)
}

func viewRecord(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    c := appengine.NewContext(r)
    key := datastore.NewKey(c, "Record", r.FormValue("id"), 0, nil)
    record := new(Record)
    if err := datastore.Get(c, key, record); err != nil {
        http.Error(w, err.Error(), 500)
        return
    }
    if err := viewTemplate.Execute(w, record); err != nil {
        http.Error(w, err.Error(), 500)
    }
}

上面的例子中获取数据和模板展示调用时都有检测错误，当有错误发生时，调用了统一的处理函数http.Error，返回给客户端500错误码，并显示相应的错误数据。但是当越来越多的HandleFunc加入之后，这样的错误处理逻辑代码就会越来越多，其实我们可以通过自定义路由器来缩减代码(实现的思路可以参考第三章的HTTP详解)。

type appHandler func(http.ResponseWriter, *http.Request) error

func (fn appHandler) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    if err := fn(w, r); err != nil {
        http.Error(w, err.Error(), 500)
    }
}

上面我们定义了自定义的路由器，然后我们可以通过如下方式来注册函数：

func init() {
    http.Handle("/view", appHandler(viewRecord))
}

当请求/view的时候我们的逻辑处理可以变成如下代码，和第一种实现方式相比较已经简单了很多。

func viewRecord(w http.ResponseWriter, r *http.Request) error {
    c := appengine.NewContext(r)
    key := datastore.NewKey(c, "Record", r.FormValue("id"), 0, nil)
    record := new(Record)
    if err := datastore.Get(c, key, record); err != nil {
        return err
    }
    return viewTemplate.Execute(w, record)
}

上面的例子错误处理的时候所有的错误返回给用户的都是500错误码，然后打印出来相应的错误代码，其实我们可以把这个错误信息定义的更加友好，调试的时候也方便定位问题，我们可以自定义返回的错误类型：

type appError struct {
    Error   error
    Message string
    Code    int
}

这样我们的自定义路由器可以改成如下方式：

type appHandler func(http.ResponseWriter, *http.Request) *appError

func (fn appHandler) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    if e := fn(w, r); e != nil { // e is *appError, not os.Error.
        c := appengine.NewContext(r)
        c.Errorf("%v", e.Error)
        http.Error(w, e.Message, e.Code)
    }
}

这样修改完自定义错误之后，我们的逻辑处理可以改成如下方式：

func viewRecord(w http.ResponseWriter, r *http.Request) *appError {
    c := appengine.NewContext(r)
    key := datastore.NewKey(c, "Record", r.FormValue("id"), 0, nil)
    record := new(Record)
    if err := datastore.Get(c, key, record); err != nil {
        return &appError{err, "Record not found", 404}
    }
    if err := viewTemplate.Execute(w, record); err != nil {
        return &appError{err, "Can't display record", 500}
    }
    return nil
}

如上所示，在我们访问view的时候可以根据不同的情况获取不同的错误码和错误信息，虽然这个和第一个版本的代码量差不多，但是这个显示的错误更加明显，提示的错误信息更加友好，扩展性也比第一个更好。

总结

在程序设计中，容错是相当重要的一部分工作，在Go中它是通过错误处理来实现的，error虽然只是一个接口，但是其变化却可以有很多，我们可以根据自己的需求来实现不同的处理，最后介绍的错误处理方案，希望能给大家在如何设计更好Web错误处理方案上带来一点思路。