Go从入门到放弃之错误处理

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• 一、error 类型及其使用
• 二、defer 语句及其使用
• 三、panic 和 recover

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一、error 类型及其使用

Go 语言错误处理机制

Go 语言错误处理机制非常简单明了，不需要学习了解复杂的概念、函数和类型，Go 语言为错误处理定义了一个标准模式，即 error 接口，该接口的定义非常简单：

其中只声明了一个 Error() 方法，用于返回字符串类型的错误消息。对于大多数函数或类方法，如果要返回错误，基本都可以定义成如下模式 —— 将错误类型作为第二个参数返回　　

然后在调用返回错误信息的函数/方法时，按照如下「卫述语句」模板编写处理代码即可：

返回错误实例并打印

Go 标准错误包 errors 提供的 New() 方法快速创建一个 error 类型的错误实例

参照上面介绍的 Go 错误处理标准模式，调用这个函数并编写错误处理的代码如下

为了方便测试，我们将通过命令行参数传递 add 函数的参数，这里我们引入了 os 包读取命令行参数，并通过 strconv 包提供的 Atoi 方法将其转化为整型（命令行读取参数值默认是字符串类型，转化时忽略错误以便简化处理流程），然后分别赋值为 x、y 变量，再调用 add 函数进行运算。

注意到我们在打印错误信息时，直接传入了 err 对象实例，因为 Go 底层会自动调用 err 实例上的 Error() 方法返回错误信息并将其打印出来，就像普通类的 String() 方法一样。

我们简单测试下不传递参数、传递错误类型参数和传递正常参数这几种场景，打印结果如下：

 

以上这种错误处理已经能够满足我们日常编写 Go 代码时大部分错误处理的需求了，事实上，Go 底层很多包进行错误处理时就是这样做的。此外，我们还可以通过 fmt.Errorf() 格式化方法返回 error 类型错误，其底层调用的其实也是 errors.New 方法：

更复杂的错误类型

系统内置错误类型

除了上面这种最基本的、使用 errors.New() 方法返回包含错误信息的错误实例之外，Go 语言内置的很多包还封装了更复杂的错误类型。

以 os 包为例，这个包主要负责与操作系统打交道，所以提供了 LinkError、PathError、SyscallError 这些实现了 error 接口的错误类型，以 PathError 为例，顾名思义，它主要用于表示路径相关的错误信息，比如文件不存在，其底层类型结构信息如下：

该错误类型除了组合 error 接口实现 Error() 方法外，还提供了额外的操作类型字段 Op 和文件路径字段 Path 以丰富错误信息，方便定位问题，该类型的 Error() 方法实现如下：　　

我们可以在调用 os 包方法出错时通过 switch 分支语句判定具体的错误类型，然后进行相应的处理：

自定义错误类型

我们也可以仿照 PathError 的实现自定义一些复杂的错误类型，只需要组合 error 接口并实现 Error() 方法即可，然后按照自己的需要为自定义类型添加一些属性字段，这很简单，就不展开介绍了。

小结

可以看到，Go 语言的错误和其他语言的错误和异常不同，它们就是从函数或者方法中返回的、和其他返回值并没有什么区别的普通 Go 对象而已，如果程序出错，要如何处理程序下一步的动作，是退出程序还是警告后继续执行，决定权完全在开发者手上。

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二、defer 语句及其使用

Go 语言中的类没有构造函数和析构函数的概念，处理错误和异常时也没有提供 try...catch...finally 之类的语法，那当我们想要在某个资源使用完毕后将其释放（网络连接、文件句柄等），或者在代码运行过程中抛出错误时执行一段兜底逻辑，要怎么做呢？

通过 defer 关键字声明兜底执行或者释放资源的语句可以轻松解决这个问题。比如我们看 Go 内置的 io/ioutil 包提供的读取文件方法 ReadFile 实现源码，其中就有 defer 语句的使用：

defer 修饰的 f.Close() 方法会在函数执行完成后或读取文件过程中抛出错误时执行，以确保已经打开的文件资源被关闭，从而避免内存泄露。如果一条语句干不完清理的工作，也可以在 defer 后加一个匿名函数来执行对应的兜底逻辑：

另外，一个函数/方法中可以存在多个 defer 语句，defer 语句的调用顺序遵循先进后出的原则，即最后一个 defer 语句将最先被执行，相当于「栈」这个数据结构，如果在循环语句中包含了 defer 语句，则对应的 defer 语句执行顺序依然符合先进后出的规则。

由于 defer 语句的执行时机和调用顺序，所以我们要尽量在函数/方法的前面定义它们，以免在后面编写代码时漏掉，尤其是运行时抛出错误会中断后面代码的执行，也就感知不到后面的 defer 语句。

下面我们看一段简单的 defer 示例代码：

在这段代码中，我们定义了两个 defer 语句，并且是在函数最顶部，以确保异常情况下也能执行。

在函数正常执行的情况下，这两个 defer 语句会在最后一条打印语句执行完成后先执行第二条 defer 语句，再执行第一条 defer 语句

而如果我们把 j 的值设置为 0，则函数会抛出 panic：

 

表示除数不能为零。这个时候，由于 defer 语句定义在抛出 panic 代码的前面，所以依然会被执行，底层的逻辑是在执行 var k = i / j 这条语句时，遇到除数为 0，则抛出 panic，然后立即中断当前函数 main 的执行（后续其他语句都不再执行），并按照先进后出顺序依次执行已经在当前函数中声明过的 defer 语句，最后打印出 panic 日志及错误信息

总结一下，Go 语言的 defer 语句相当于 Java/PHP 中的析构函数和 finally 语句的功效，常用于定义兜底逻辑，在函数执行完毕后或者运行抛出 panic 时执行，如果一个函数定义了多个 defer 语句，则按照先进后出的顺序执行

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三、panic 和 recover

Go 语言通过 error 类型统一进行错误处理，但这些错误都是我们在编写代码时就已经预见并返回的，对于某些运行时错误，比如数组越界、除数为0、空指针引用，这些 Go 语言是怎么处理的呢？

panic

除了像上面演示的那样由 Go 语言底层抛出 panic，我们还可以在代码中显式抛出 panic，以便对错误和异常信息进行自定义，仍然以上篇教程除数为 0 的示例代码为例，我们可以这样显式返回 panic 中断代码执行：

这样一来，当我们执行这段代码时，就会抛出 panic：

 

panic 函数支持的参数类型是 interface{}：

所以可以传入任意类型的参数：

无论是 Go 语言底层抛出 panic，还是我们在代码中显式抛出 panic，处理机制都是一样的：当遇到 panic 时，Go 语言会中断当前协程（即 main 函数）后续代码的执行，然后执行在中断代码之前定义的 defer 语句（按照先入后出的顺序），最后程序退出并输出 panic 错误信息，以及出现错误的堆栈跟踪信息，也就是下面红框中的内容

第一行表示出问题的协程，第二行是问题代码所在的包和函数，第三行是问题代码的具体位置，最后一行则是程序的退出状态，通过这些信息，可以帮助你快速定位问题并予以解决。

recover

此外，我们还可以通过 recover() 函数对 panic 进行捕获和处理，从而避免程序崩溃然后直接退出，而是继续可以执行后续代码，实现类似 Java、PHP 中 try...catch 语句的功能。

由于执行到抛出 panic 的问题代码时，会中断后续其他代码的执行，所以，显然这个 panic 的捕获应该放到 defer 语句中完成，才可以在抛出 panic 时通过 recover 函数将其捕获，defer 语句执行完毕后，会退出抛出 panic 的当前函数，回调调用它的地方继续后续代码的执行。

下面我们引入 recover() 函数来重构上述示例代码如下：

 

如果没有通过 recover() 函数捕获 panic 的话，程序会直接崩溃退出，并打印错误和堆栈信息：

 

而现在我们在 divide() 函数的 defer 语句中通过 recover() 函数捕获了 panic，并打印捕获到的错误信息，这个时候，程序会退出 divide() 函数而不是整个应用，继续执行 main() 函数中的后续代码，即恢复后续其他代码的执行

 

如果在代码执行过程中没有抛出 panic，比如我们把 divide() 函数中的 j 值改为 1，则代码会正常执行到函数末尾，然后调用 defer 语句声明的匿名函数，此时 recover() 函数返回值为 nil，不会执行 if 分支代码，然后退出 divide() 函数回到 main() 函数执行后续代码：

 

这样一来，当程序运行过程中抛出 panic 时我们可以通过 recover() 函数对其进行捕获和处理，如果没有抛出则什么也不做，从而确保了代码的健壮性