Go中這么多創(chuàng)建Error的方式，你真的了解它們各自的應(yīng)用場(chǎng)景嗎
大家好，我是漁夫子。今天從應(yīng)用場(chǎng)景的角度來(lái)聊聊我對(duì)error的理解。
01 什么是Error
在Go中，error是一種內(nèi)建的數(shù)據(jù)類(lèi)型，被定義為一個(gè)接口，定義如下：
// The error built-in interface type is the conventional interface for
// representing an error condition, with the nil value representing no error.
type error interface {
Error() string
}由此可知，該接口只有一個(gè)返回字符串的Error函數(shù)，所有的類(lèi)型只要實(shí)現(xiàn)了該函數(shù)，就創(chuàng)建了一個(gè)錯(cuò)誤類(lèi)型。
02 創(chuàng)建error的方式
創(chuàng)建error的方式包括errors.New、fmt.Errorf、自定義實(shí)現(xiàn)了error接口的類(lèi)型等。
2.1 通過(guò)errors.New方法創(chuàng)建
通過(guò)該方法創(chuàng)建的錯(cuò)誤一般是可預(yù)知的錯(cuò)誤。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是調(diào)用者通過(guò)該錯(cuò)誤信息就能明確的知道哪里出錯(cuò)了，而不需要再額外的添加其他上下文信息，我們?cè)谙旅娴氖纠性敿?xì)說(shuō)明。
err := errors.New("this is error")我們看New方法的實(shí)現(xiàn)可知，實(shí)際上是返回了一個(gè)errorString結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體包含了一個(gè)字符串屬性，并實(shí)現(xiàn)了Error方法。代碼如下：
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
}error.New 使用場(chǎng)景1
通過(guò)errors.New函數(shù)創(chuàng)建局部變量或匿名變量，且不在調(diào)用函數(shù)中進(jìn)行值或類(lèi)型判斷的處理，只打印或記錄錯(cuò)誤日志的場(chǎng)景。
使用示例1
以下代碼節(jié)選自源碼/src/net/http/request.go中解析PostForm的部分。當(dāng)請(qǐng)求中的Body為nil時(shí)，返回的錯(cuò)誤信息是"missing form body"。該信息已明確的說(shuō)明錯(cuò)誤是因?yàn)檎?qǐng)求體為空造成的，所以不需要再額外的添加其他上下文信息。
func parsePostForm(r *Request) (vs url.Values, err error) {
if r.Body == nil {
err = errors.New("missing form body")
return
}
ct := r.Header.Get("Content-Type")
// 省略了后續(xù)的代碼...
return
}使用示例2
以下代碼節(jié)選自源碼/src/net/http/transport.go的部分，當(dāng)請(qǐng)求體中的url地址為nil返回的錯(cuò)誤："http: nil Request.URL" ，說(shuō)明是請(qǐng)求中的URL字段為nil。以及當(dāng)Header為nil返回的錯(cuò)誤："http：nil Request.Header"，說(shuō)明請(qǐng)求體中的Header字段為nil。
func (t *Transport) roundTrip(req *Request) (*Response, error) {
t.nextProtoOnce.Do(t.onceSetNextProtoDefaults)
ctx := req.Context()
trace := httptrace.ContextClientTrace(ctx)
if req.URL == nil {
req.closeBody()
return nil, errors.New("http: nil Request.URL")
}
if req.Header == nil {
req.closeBody()
return nil, errors.New("http: nil Request.Header")
}
//省略后面的代碼...
}error.New 使用場(chǎng)景2
將errors.New創(chuàng)建的錯(cuò)誤賦值給一個(gè)全局的變量，我們稱(chēng)該變量為哨兵錯(cuò)誤，該哨兵錯(cuò)誤變量可以在被處理的時(shí)候使用 == 或 errors.Is來(lái)進(jìn)行值的比較。
使用示例
在源碼/src/io/io.go中定義的代表文件末尾的哨兵錯(cuò)誤變量EOF。
var EOF = errors.New("EOF")在beego項(xiàng)目中，beego/core/utils/file.go文件中有這樣的應(yīng)用，當(dāng)讀取文件時(shí)，遇到的錯(cuò)誤不是文件末尾的錯(cuò)誤則直接返回，如果遇到的是文件末尾的錯(cuò)誤，則中斷for循環(huán)，說(shuō)明文件已經(jīng)讀完文件中的所有內(nèi)容了。如下：
func GrepFile(patten string, filename string) (lines []string, err error) {
//省略前面的代碼...
fd, err := os.Open(filename)
if err != nil {
return
}
reader := bufio.NewReader(fd)
for {
byteLine, isPrefix, er := reader.ReadLine()
if er != nil && er != io.EOF {
return nil, er
}
if er == io.EOF {
break
}
//省略后面的代碼...
}2.2 通過(guò)fmt.Errorf方法創(chuàng)建
該方法也有兩種形式，一種是帶%w占位符的，一種是不帶%w占位符的方式。
使用場(chǎng)景1：不帶%w占位符
在創(chuàng)建錯(cuò)誤的時(shí)候，不能通過(guò)errors.New創(chuàng)建的字符串信息來(lái)描述錯(cuò)誤，而需要通過(guò)占位符添加更多的上下文信息，即動(dòng)態(tài)信息。
使用示例：不帶%w占位符
以下代碼節(jié)選自gorm/schema/relationship.go的部分代碼，當(dāng)外鍵不合法時(shí)，通過(guò)fmt.Errorf("invalid foreign key：%s"， foreignKey)返回帶具體外鍵的錯(cuò)誤。因?yàn)橥怄I值是在運(yùn)行時(shí)才能確定的。代碼如下：
func (schema *Schema) buildMany2ManyRelation(relation *Relationship, field *Field, many2many string) {
//...
if len(relation.foreignKeys) > 0 {
ownForeignFields = []*Field{}
for _, foreignKey := range relation.foreignKeys {
if field := schema.LookUpField(foreignKey); field != nil {
ownForeignFields = append(ownForeignFields, field)
} else {
schema.err = fmt.Errorf("invalid foreign key: %s", foreignKey)
return
}
}
}
//...
}使用場(chǎng)景2：帶%w占位符
在有些場(chǎng)景下，調(diào)用者需要知道原始錯(cuò)誤信息，這時(shí)就需要使用帶%w占位符的fmt.Errorf方式來(lái)創(chuàng)建錯(cuò)誤，使用這種方式，其實(shí)是形成了一個(gè)錯(cuò)誤鏈。
其用法如下：
filename := "abc.webp"
fmt.Errorf("%w:%s", errors.New("unsupported extension"), filename)我們?cè)賮?lái)看下源代碼：
func Errorf(format string, a ...interface{}) error {
p := newPrinter()
p.wrapErrs = true
p.doPrintf(format, a)
s := string(p.buf)
var err error
if p.wrappedErr == nil {
err = errors.New(s)
} else {
err = &wrapError{s, p.wrappedErr}
}
p.free()
return err
}通過(guò)源碼可知，如果fmt.Errorf中包含%w占位符，創(chuàng)建的是一個(gè)wrapError結(jié)構(gòu)體類(lèi)型的值。我們?cè)賮?lái)看下wrapError結(jié)構(gòu)體的定義：
type wrapError struct {
msg string
err error
}字段err就是原始錯(cuò)誤，msg是經(jīng)過(guò)格式化之后的錯(cuò)誤信息。
使用示例：帶%w占位符
假設(shè)我們有一個(gè)從數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)合同的函數(shù)，當(dāng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)到記錄為空時(shí)，會(huì)返回一個(gè)sql.ErrNoRows錯(cuò)誤，我們用%w占位符來(lái)wrap該錯(cuò)誤，并返回給調(diào)用者。
const query = "..."
func (s Store) GetContract(name string) (Contract, error) {
id := getID(name)
rows, err := s.db.Query(query, id)
if err != nil {
if err == sql.ErrNoRows {
return Contract{},
fmt.Errorf("no contract found for %s: %w", name, err)
}
// ...
}
// ...
}好了，現(xiàn)在GetContract的調(diào)用者可以知道原始的錯(cuò)誤信息了。在調(diào)用者邏輯中我們可以使用errors.Is來(lái)判斷err中是否包含sql.ErrNoRows值了。我們看下調(diào)用者的代碼：
contract, err := store.GetContract("Raul Endymion")
if err != nil {
if errors.Is(err, sql.ErrNoRows) {
// Do something specific
}
}2.3 自定義實(shí)現(xiàn)了error接口的結(jié)構(gòu)體
使用場(chǎng)景
這個(gè)是相對(duì)errors.New來(lái)說(shuō)的，errors.New適用于對(duì)可預(yù)知的錯(cuò)誤的定義。而當(dāng)發(fā)生了不可預(yù)知的錯(cuò)誤時(shí)，就需要自定義錯(cuò)誤類(lèi)型了。
使用示例
我們以go中/src/io/fs/fs.go文件中的源碼為例，來(lái)看下自定義錯(cuò)誤類(lèi)型都需要包含哪些元素。
// PathError records an error and the operation and file path that caused it.
type PathError struct {
Op string
Path string
Err error
}
func (e *PathError) Error() string { return e.Op + " " + e.Path + ": " + e.Err.Error() }
func (e *PathError) Unwrap() error { return e.Err }首先看結(jié)構(gòu)體，有一個(gè)error接口類(lèi)型的Err，這個(gè)代表的是錯(cuò)誤源，因?yàn)楦鶕?jù)上面講解的，在錯(cuò)誤層層傳遞返回給調(diào)用者時(shí)，我們需要追蹤每一層的原始錯(cuò)誤信息，所以需要該字段對(duì)error進(jìn)行wrap，形成錯(cuò)誤鏈。另外，有兩個(gè)字段Op和Path，分別代表是產(chǎn)生該錯(cuò)誤的操作和操作的路徑。這兩個(gè)字段就是所謂的未預(yù)料到的錯(cuò)誤：不確定是針對(duì)哪個(gè)路徑做了什么錯(cuò)誤引發(fā)了該錯(cuò)誤。
我們看下該錯(cuò)誤類(lèi)型在代碼中的應(yīng)用。
應(yīng)用1：在go的文件src/embed/embed.go中的代碼，當(dāng)讀取某目錄時(shí)返回的一個(gè)PathError類(lèi)型的錯(cuò)誤，代表讀取該目錄操作時(shí)，因?yàn)槭且粋€(gè)目錄，所以不能直接讀取文件內(nèi)容。
func (d *openDir) Read([]byte) (int, error) {
return 0, &fs.PathError{Op: "read", Path: d.f.name, Err: errors.New("is a directory")}
}應(yīng)用2：在go的文件src/embed/embed.go中的代碼中，有文件讀取的函數(shù)，當(dāng)offset小于0時(shí)，返回了一個(gè)PathError，代表是在讀取該文件的時(shí)候，參數(shù)不正確。
func (f *openFile) Read(b []byte) (int, error) {
if f.offset >= int64(len(f.f.data)) {
return 0, io.EOF
}
if f.offset < 0 {
return 0, &fs.PathError{Op: "read", Path: f.f.name, Err: fs.ErrInvalid}
}
n := copy(b, f.f.data[f.offset:])
f.offset += int64(n)
return n, nil
}fs.ErrInvalid的定義如下
ErrInvalid = errors.New("invalid argument")由此可見(jiàn)，PathError中的三個(gè)字段值都是不可預(yù)知的，都需要在程序運(yùn)行時(shí)才能具體決定的，所以這種場(chǎng)景時(shí)，則需要自定義錯(cuò)誤類(lèi)型。
另外，我們還注意到該自定義的類(lèi)型中有Unwrap函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，該函數(shù)主要是為了配合errors.Is和errors.As使用的，因?yàn)檫@兩個(gè)函數(shù)在使用時(shí)是將錯(cuò)誤鏈層層解包一一比對(duì)的。
03 errors.Is和errors.As
根據(jù)上一節(jié)我們得到，通過(guò)%w占位符可以將錯(cuò)誤組織成一個(gè)錯(cuò)誤鏈。我們?cè)賮?lái)看看通過(guò)errors.Is和errors.As如何處理被wrap過(guò)的錯(cuò)誤鏈。
errors.Is函數(shù)就是來(lái)判斷錯(cuò)誤鏈中有沒(méi)有和指定的錯(cuò)誤值相等的錯(cuò)誤，相當(dāng)于 == 操作符。注意，這里是特定的錯(cuò)誤值，就像gorm中定義的ErrRecordNotFound這樣：
var ErrRecordNotFound = errors.New("record not found")那么我們就可以這樣使用errors.Is:
errors.Is(err, ErrRecordNotFound)errors.As函數(shù)，該函數(shù)是用來(lái)檢查錯(cuò)誤鏈中的錯(cuò)誤是否有指定的錯(cuò)誤類(lèi)型的。
如下代碼示例是節(jié)選自etcd項(xiàng)目etcd/server/embed/config_logging.go中的部分代碼，代表的是err鏈中有沒(méi)有能當(dāng)做json.SyntaxError類(lèi)型的錯(cuò)誤的，如果能，則將err中的錯(cuò)誤值賦值到syntaxError變量上，代碼如下：
// setupLogRotation initializes log rotation for a single file path target.
func setupLogRotation(logOutputs []string, logRotateConfigJSON string) error {
//...
if err := json.Unmarshal([]byte(logRotateConfigJSON), &logRotationConfig); err != nil {
var unmarshalTypeError *json.UnmarshalTypeError
var syntaxError *json.SyntaxError
switch {
case errors.As(err, &syntaxError):
return fmt.Errorf("improperly formatted log rotation config: %w", err)
case errors.As(err, &unmarshalTypeError):
return fmt.Errorf("invalid log rotation config: %w", err)
}
}
zap.RegisterSink("rotate", func(u *url.URL) (zap.Sink, error) {
logRotationConfig.Filename = u.Path[1:]
return &logRotationConfig, nil
})
return nil
}總結(jié)
本文從應(yīng)用場(chǎng)景的角度講解了各種創(chuàng)建錯(cuò)誤方式的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。示例中的代碼盡量的選自golang源碼或開(kāi)源項(xiàng)目。同時(shí)，每種的應(yīng)用場(chǎng)景并非絕對(duì)的，需要靈活應(yīng)用。希望本文對(duì)大家在實(shí)際使用中能夠有所幫助。
