Go 语言异常处理

Go 有一个预先定义的 error 接口类型

type error interface {
    Error() string
}

errors 包中有一个 errorString 结构体实现了 error 接口。当程序处于错误状态时可以用 os.Exit(1) 来中止运行。

定义异常
用 fmt 创建异常对象
运行时异常和 panic
从panic中恢复（Recover）

定义异常

任何时候当你需要一个新的错误类型，都可以用 errors（必须先 import）包的 errors.New 函数接收合适的错误信息来创建，像下面这样：

err := errors.New("math - square root of negative number")

在下面的示例中你可以看到一个简单的用例：

示例 errors.go：

// errors.go
package main
import (
    "errors"
    "fmt"
)
var errNotFound error = errors.New("Not found error")
func main() {
    fmt.Printf("error: %v", errNotFound)
}
// error: Not found error

可以把它用于计算平方根函数的参数测试：

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

你可以像下面这样调用 Sqrt 函数：

if f, err := Sqrt(-1); err != nil {
    fmt.Printf("Error: %s\n", err)
}

由于 fmt.Printf 会自动调用 String() 方法，所以错误信息 “Error: math - square root of negative number” 会打印出来。通常（错误信息）都会有像 “Error:” 这样的前缀，所以你的错误信息不要以大写字母开头。

在大部分情况下自定义错误结构类型很有意义的，可以包含除了（低层级的）错误信息以外的其它有用信息，例如，正在进行的操作（打开文件等），全路径或名字。看下面例子中 os.Open 操作触发的 PathError 错误：

// PathError records an error and the operation and file path that caused it.
type PathError struct {
    Op string    // "open", "unlink", etc.
    Path string  // The associated file.
    Err error  // Returned by the system call.
}
func (e *PathError) Error() string {
    return e.Op + " " + e.Path + ": "+ e.Err.Error()
}

如果有不同错误条件可能发生，那么对实际的错误使用类型断言或类型判断（type-switch）是很有用的，并且可以根据错误场景做一些补救和恢复操作。

//  err != nil
if e, ok := err.(*os.PathError); ok {
    // remedy situation
}
//或：
switch err := err.(type) {
    case ParseError:
        PrintParseError(err)
    case PathError:
        PrintPathError(err)
    ...
    default:
        fmt.Printf("Not a special error, just %s\n", err)
}

作为第二个例子考虑用 json 包的情况。当 json.Decode 在解析 JSON 文档发生语法错误时，指定返回一个 SyntaxError 类型的错误：

type SyntaxError struct {
    msg    string // description of error
// error occurred after reading Offset bytes, from which line and columnnr can be obtained
    Offset int64
}
func (e *SyntaxError) Error() string { return e.msg }

在调用代码中你可以像这样用类型断言测试错误是不是上面的类型：

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)
}

包也可以用额外的方法（methods）定义特定的错误，比如 net.Error：

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

正如你所看到的一样，所有的例子都遵循同一种命名规范：错误类型以 “Error” 结尾，错误变量以 “err” 或 “Err” 开头。

syscall 是低阶外部包，用来提供系统基本调用的原始接口。它们返回封装整数类型错误码的syscall.Errno，类型 syscall.Errno 实现了 Error 接口。

大部分 syscall 函数都返回一个结果和可能的错误，比如：

r, err := syscall.Open(name, mode, perm)
if err != nil {
    fmt.Println(err.Error())
}

os 包也提供了一套像 os.EINAL 这样的标准错误，它们基于 syscall 错误：

var (
    EPERM        Error = Errno(syscall.EPERM)
    ENOENT        Error = Errno(syscall.ENOENT)
    ESRCH        Error = Errno(syscall.ESRCH)
    EINTR        Error = Errno(syscall.EINTR)
    EIO            Error = Errno(syscall.EIO)
    ...
)

用 fmt 创建异常对象

通常你想要返回包含错误参数的更有信息量的字符串，例如：可以用 fmt.Errorf() 来实现：它和 fmt.Printf() 完全一样，接收一个或多个格式占位符的格式化字符串和相应数量的占位变量。和打印信息不同的是它用信息生成错误对象。

比如在前面的平方根例子中使用：

if f < 0 {
    return 0, fmt.Errorf("math: square root of negative number %g", f)
}

第二个例子：从命令行读取输入时，如果加了 help 标志，我们可以用有用的信息产生一个错误：

if len(os.Args) > 1 && (os.Args[1] == "-h" || os.Args[1] == "--help") {
    err = fmt.Errorf("usage: %s infile.txt outfile.txt", filepath.Base(os.Args[0]))
    return
}

运行时异常和 panic

当发生像数组下标越界或类型断言失败这样的运行错误时，Go 运行时会触发运行时 panic，伴随着程序的崩溃抛出一个 runtime.Error 接口类型的值。这个错误值有个 RuntimeError() 方法用于区别普通错误。

panic 可以直接从代码初始化：当错误条件（我们所测试的代码）很严苛且不可恢复，程序不能继续运行时，可以使用 panic 函数产生一个中止程序的运行时错误。panic 接收一个做任意类型的参数，通常是字符串，在程序死亡时被打印出来。Go 运行时负责中止程序并给出调试信息：

package main
import "fmt"
func main() {
    fmt.Println("Starting the program")
    panic("A severe error occurred: stopping the program!")
    fmt.Println("Ending the program")
}

运行一下

输出如下：

Starting the program
panic: A severe error occurred: stopping the program!
panic PC=0x4f3038
runtime.panic+0x99 /go/src/pkg/runtime/proc.c:1032
       runtime.panic(0x442938, 0x4f08e8)
main.main+0xa5 E:/Go/GoBoek/code examples/chapter 13/panic.go:8
       main.main()
runtime.mainstart+0xf 386/asm.s:84
       runtime.mainstart()
runtime.goexit /go/src/pkg/runtime/proc.c:148
       runtime.goexit()
---- Error run E:/Go/GoBoek/code examples/chapter 13/panic.exe with code Crashed
---- Program exited with code -1073741783

下面是一个检查程序是否被已知用户启动的具体例子：

var user = os.Getenv("USER")
func check() {
    if user == "" {
        panic("Unknown user: no value for $USER")
    }
}

可以在导入包的 init() 函数中检查这些。当发生错误必须中止程序时，panic 可以用于错误处理模式：

if err != nil {
    panic("ERROR occurred:" + err.Error())
}
Go panicking：

在多层嵌套的函数调用中调用 panic，可以马上中止当前函数的执行，所有的 defer 语句都会保证执行并把控制权交还给接收到 panic 的函数调用者。这样向上冒泡直到最顶层，并执行（每层的） defer，在栈顶处程序崩溃，并在命令行中用传给 panic 的值报告错误情况：这个终止过程就是 panicking。

标准库中有许多包含 Must 前缀的函数，像 regexp.MustComplie 和 template.Must，当正则表达式或模板中转入的转换字符串导致错误时，这些函数会 panic。

不能随意地用 panic 中止程序，必须尽力补救错误让程序能继续执行。

从panic中恢复（Recover）

正如名字一样，这个（recover）内建函数被用于从 panic 或 错误场景中恢复，让程序可以从 panicking 重新获得控制权，停止终止过程进而恢复正常执行。

recover 只能在 defer 修饰的函数中使用，用于取得 panic 调用中传递过来的错误值，如果是正常执行，调用 recover 会返回 nil，且没有其它效果。

总结：panic 会导致栈被展开直到 defer 修饰的 recover() 被调用或者程序中止。

下面例子中的 protect 函数调用函数参数 g 来保护调用者防止从 g 中抛出的运行时 panic，并展示 panic 中的信息：

func protect(g func()) {
    defer func() {
        log.Println("done")
        // Println executes normally even if there is a panic
        if err := recover(); err != nil {
            log.Printf("run time panic: %v", err)
        }
    }()
    log.Println("start")
    g() //   possible runtime-error
}

这跟 Java 和 .NET这样的语言中的 catch 块类似。

Go 标准库中许多地方都用了这个机制，例如，json 包中的解码和 regexp 包中的 Complie 函数。Go 库的原则是即使在包的内部使用了 panic，在它的对外接口（API）中也必须用 recover 处理成返回显式的错误。

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运行时异常和 panic

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