Go语言中的错误处理

一、错误处理基础

1. error接口类型

Go语言通过内置的error接口表示错误：

type error interface {
    Error() string
}

2. 创建错误的常用方式

a) errors.New

import "errors"

func Divide(a, b float64) (float64, error) {
    if b == 0 {
        return 0, errors.New("division by zero")
    }
    return a / b, nil
}

b) fmt.Errorf

func ReadFile(path string) ([]byte, error) {
    data, err := os.ReadFile(path)
    if err != nil {
        return nil, fmt.Errorf("failed to read %s: %v", path, err)
    }
    return data, nil
}

3. 错误检查模式

Go标准错误处理范式：

result, err := SomeFunction()
if err != nil {
    // 处理错误
    return err
}
// 使用result

二、错误处理进阶

1. 自定义错误类型

type PathError struct {
    Op   string
    Path string
    Err  error
}

func (e *PathError) Error() string {
    return fmt.Sprintf("%s %s: %v", e.Op, e.Path, e.Err)
}

func OpenConfig(path string) error {
    if !fileExists(path) {
        return &PathError{
            Op:   "open",
            Path: path,
            Err:  errors.New("file not found"),
        }
    }
    // ...
}

2. 错误判断

a) 直接比较

if err == io.EOF {
    // 处理EOF
}

b) errors.Is (Go 1.13+)

var ErrNotFound = errors.New("not found")

if errors.Is(err, ErrNotFound) {
    // 处理特定错误
}

c) errors.As (Go 1.13+)

var pathErr *PathError
if errors.As(err, &pathErr) {
    fmt.Println("Failed at path:", pathErr.Path)
}

3. 错误包装(Error Wrapping)

func ProcessFile(path string) error {
    data, err := ReadFile(path)
    if err != nil {
        return fmt.Errorf("process failed: %w", err)
    }
    // ...
}

解包错误：

if err != nil {
    unwrapped := errors.Unwrap(err)
    fmt.Println("Original error:", unwrapped)
}

三、错误处理实践

1. 最佳实践原则

1. 明确错误处理：不要忽略错误
2. 添加上下文：错误信息应有助于调试
3. 区分错误类型：让调用方能区分不同错误
4. 避免过度包装：通常2-3层包装足够
5. 文档化错误：在函数文档中说明可能返回的错误

2. 常见反模式

a) 忽略错误

data, _ := ReadFile("config.json") // 错误!

b) 过度包装

// 不好的做法
if err != nil {
    return fmt.Errorf("failed: %w", 
        fmt.Errorf("processing: %w", 
            fmt.Errorf("io: %w", err)))
}

c) 滥用panic

// 常规错误不应使用panic
if x < 0 {
    panic("x cannot be negative") // 应该返回error
}

四、错误处理高级主题

1. 错误收集模式

type MultiError struct {
    Errors []error
}

func (m *MultiError) Add(err error) {
    m.Errors = append(m.Errors, err)
}

func (m *MultiError) Error() string {
    var msgs []string
    for _, err := range m.Errors {
        msgs = append(msgs, err.Error())
    }
    return strings.Join(msgs, "; ")
}

func BatchProcess(items []Item) error {
    var merr MultiError
    for _, item := range items {
        if err := process(item); err != nil {
            merr.Add(err)
        }
    }
    if len(merr.Errors) > 0 {
        return &merr
    }
    return nil
}

2. 错误日志策略

func HandleRequest(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    err := processRequest(r)
    if err != nil {
        // 记录完整错误信息
        log.Printf("request failed: %+v", err) 
      
        // 返回简化的错误信息给客户端
        http.Error(w, "internal server error", http.StatusInternalServerError)
        return
    }
    // ...
}

3. 性能优化

错误预定义

// 预定义错误避免重复分配
var (
    ErrInvalidInput = errors.New("invalid input")
    ErrTimeout      = errors.New("operation timeout")
)

func Validate(input string) error {
    if input == "" {
        return ErrInvalidInput
    }
    // ...
}

五、错误处理工具和库

1. 标准库：

   • errors：基础错误功能
   • fmt：错误格式化
   • runtime：获取调用栈信息

2. 第三方库：

   • pkg/errors：增强的错误处理（带堆栈跟踪）
   • hashicorp/errwrap：高级错误包装和解包
   • go.uber.org/multierr：多错误处理

六、错误处理演进

Go 1.13后错误处理的重要改进：

1. 正式引入错误包装概念
2. 添加errors.Is、errors.As和errors.Unwrap
3. fmt.Errorf支持%w动词

示例：

func loadConfig() error {
    if err := readConfig(); err != nil {
        return fmt.Errorf("config load failed: %w", err)
    }
    return nil
}

func main() {
    err := loadConfig()
    if errors.Is(err, os.ErrNotExist) {
        fmt.Println("配置文件不存在")
    }
}

总结

Go的错误处理哲学强调：

1. 显式优于隐式：错误必须明确检查
2. 简单可预测：没有隐藏的控制流
3. 错误即值：错误是普通的值，可以传递和组合

虽然Go的错误处理在初期可能显得冗长，但这种显式的设计带来了：

• 更清晰的代码流程
• 更可靠的错误处理
• 更好的可调试性

掌握Go的错误处理模式是成为优秀Go开发者的关键一步。