前言
如果go是你的第一門語言，go的異常和錯(cuò)誤體系可能比較容易接受，但如果你有一定的Java或者c++基礎(chǔ)，go的異常和錯(cuò)誤體系可能會(huì)比較不適應(yīng)。
go的錯(cuò)誤及異常體系也同樣的追求簡(jiǎn)潔優(yōu)雅，它摒棄了Java或者c++ 中的try-catch-finally模式，通過返回值的形式來表示錯(cuò)誤，因?yàn)間o認(rèn)為try-catch會(huì)干擾程序的正常的控制流程，所以通過返回值的性質(zhì)，認(rèn)為錯(cuò)誤其實(shí)是程序運(yùn)行過程中的重要組成部分。
除此之外go把錯(cuò)誤也異常分開了，真正的異常是指程序已經(jīng)無法向下執(zhí)行，需要由服務(wù)來進(jìn)行特殊處理，在go中的表現(xiàn)形式是defer、panic、recover。
錯(cuò)誤
使用
go為我們提供了一個(gè)錯(cuò)誤接口、接口中包含一個(gè)描述錯(cuò)誤信息的 Error()方法：
type error interface {
Error() string
}
比如說類型轉(zhuǎn)換就是一個(gè)經(jīng)典的場(chǎng)景：
var a = "1"
aInt, err := strconv.Atoi(a)
這部分錯(cuò)誤通常是可以接受的，所以可以為這是函數(shù)正常返回之一，我們也應(yīng)該對(duì)于這種情況進(jìn)行自身的處理，比如說當(dāng)轉(zhuǎn)換異常時(shí)說明參數(shù)不合法我們應(yīng)該拒絕這個(gè)操作或者給它一個(gè)默認(rèn)值，并且我們可以通過err.Error()來拿到錯(cuò)誤信息，給出程序的一些警報(bào)。而不是說通過像Java一樣的try-catch、throw來制造一個(gè)異常流，這樣異常流+流程控制兩個(gè)維度疊加在一起相對(duì)來說是較難讀懂的。
除此之外，我們可以通過之前介紹的接口的方式來定義自己的錯(cuò)誤類型，來完善正常的業(yè)務(wù)邏輯，像下面這樣，我們就可以使用自身的錯(cuò)誤類型了，這里有點(diǎn)像是Java中擺脫了try-catch的Exeception。
type Operation struct {...}
func (op Operation) Error() string {
// Do something
}
// 定義完自己異常類型后我們可以把這個(gè)err 返回值，當(dāng)作正常結(jié)果進(jìn)行邏輯處理了（當(dāng)然了，原生的error也可以這樣用，但是功能或者錯(cuò)誤信息有一定的局限）
if err != nil {
switch err {
case Err1:
// Do something
return
case Err2:
// Do something
return
default:
// Do something
return
}
}
實(shí)現(xiàn)
go標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)關(guān)于error的實(shí)現(xiàn)也蠻簡(jiǎn)單的，源碼位于src/errors包下
標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中對(duì)于Error接口做了一個(gè)基礎(chǔ)的實(shí)現(xiàn)叫做errorString
// New returns an error that formats as the given text.
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
}
其實(shí)就是實(shí)現(xiàn)了一下Error接口，包含一個(gè)錯(cuò)誤信息的string，因?yàn)樵搒tring是不可導(dǎo)出的，我們只能對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的error進(jìn)行Error信息的查看。
標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的錯(cuò)誤說實(shí)話沒什么非常大的用處，頂多是通過errors.New() 來定義自定義的標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤類型的錯(cuò)誤。更多的時(shí)候我們需要像上面那樣在Error接口的基礎(chǔ)上定義自己的異常，來實(shí)現(xiàn)更加豐富的功能。
異常
真正異常情況下，go中依賴的是defer、panic、recover操作來處理異常。
defer之前提到過，類似于C++ 中的析構(gòu)函數(shù)，不過同析構(gòu)函數(shù)不一樣的是defer主要用于在函數(shù)結(jié)束時(shí)執(zhí)行一段代碼。
panic用來表示非常嚴(yán)重不可恢復(fù)的錯(cuò)誤，像是Java中的Error，在go里面這是一個(gè)內(nèi)置函數(shù)，在panic發(fā)生時(shí)程序通常會(huì)宕掉，并且打出調(diào)用棧來幫忙分析處理。
recover通常是用來處理panic這種重大異常的，來讓程序不退出，僅影響這一次操作。
這里的處理方式很像是Java中try-chtch異常處理方式，但是go中對(duì)于異常的定義不像是Java中那樣，我們應(yīng)該改變Java中的一些思路，盡可能使用錯(cuò)誤，不能誤用異常，只有致命的panic異常時(shí)才這樣處理。
在使用go時(shí)，panic是非常危險(xiǎn)的，即使你的程序有supervise之類的守護(hù)進(jìn)程，不斷的掛掉重啟，也會(huì)嚴(yán)重的影響程序的可用性，通常來說我們使用recover來進(jìn)行panic的捕獲，來阻止程序崩潰。
基礎(chǔ)使用
先來看一下demo：
func test() {
defer func() {
// do something
fmt.println("c")
if err:=recover();err!=nil{
fmt.println("d")
fmt.Println(err) // 這里的err其實(shí)就是panic傳入的內(nèi)容
}
}()
fmt.println("a")
// do something maybe panic
panic("panic")
fmt.println("b")
}
這里程序的輸出順序是：a\c\d\panic
panic 發(fā)生時(shí)，會(huì)直接從當(dāng)前行跳出，如果有defer的recover將會(huì)被攔住，執(zhí)行defer中的內(nèi)容。
通常來說，panic一般是由一些運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤導(dǎo)致的，比如說數(shù)組越界、空指針等。針對(duì)這類問題：
1、寫代碼時(shí)要謹(jǐn)慎處理，避免發(fā)生panic，
2、要有recover來阻止panic 崩潰程序。
原理
panic和recover關(guān)鍵字會(huì)在編譯時(shí)被編譯器轉(zhuǎn)換為OPANIC、ORECOVER類型的節(jié)點(diǎn)，然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成gopanic、gorecover兩個(gè)運(yùn)行時(shí)的函數(shù)調(diào)用。
先來看一下panic的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：src/runtime/runtime2.go
//go:notinheap
type _panic struct {
argp unsafe.Pointer
arg interface{}
link *_panic
recovered bool
aborted bool
}
每次發(fā)生panic函數(shù)的調(diào)用時(shí)。都會(huì)創(chuàng)建上述結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)例來存儲(chǔ)相關(guān)的信息和結(jié)構(gòu)。
其中：
argp只想defer調(diào)用時(shí)參數(shù)的指針
arg panic的入?yún)?/p>
link指向更早調(diào)用的_panic的實(shí)例 （很顯然panic出現(xiàn)時(shí)是一個(gè)異常鏈）
recoveres表示當(dāng)前是否被恢復(fù)（recover）
aborted是否被強(qiáng)行終止
panic 終止進(jìn)程
沒有被recover的panic會(huì)導(dǎo)致程序直接退出，主要在gopanic中做了這件事。
繼續(xù)看源碼：src/runtime/runtime2.go l:445
func gopanic(e interface{}) {
gp := getg()
if gp.m.curg != gp {
print("panic: ")
printany(e)
print("\n")
throw("panic on system stack")
}
if gp.m.mallocing != 0 {
print("panic: ")
printany(e)
print("\n")
throw("panic during malloc")
}
if gp.m.preemptoff != "" {
print("panic: ")
printany(e)
print("\n")
print("preempt off reason: ")
print(gp.m.preemptoff)
print("\n")
throw("panic during preemptoff")
}
if gp.m.locks != 0 {
print("panic: ")
printany(e)
print("\n")
throw("panic holding locks")
}
var p _panic
p.arg = e
p.link = gp._panic
gp._panic = (*_panic)(noescape(unsafe.Pointer(&p)))
atomic.Xadd(&runningPanicDefers, 1)
for {
d := gp._defer
if d == nil {
break
}
if d.started {
if d._panic != nil {
d._panic.aborted = true
}
d._panic = nil
d.fn = nil
gp._defer = d.link
freedefer(d)
continue
}
d.started = true
d._panic = (*_panic)(noescape(unsafe.Pointer(&p)))
p.argp = unsafe.Pointer(getargp(0))
reflectcall(nil, unsafe.Pointer(d.fn), deferArgs(d), uint32(d.siz), uint32(d.siz))
p.argp = nil
if gp._defer != d {
throw("bad defer entry in panic")
}
d._panic = nil
d.fn = nil
gp._defer = d.link
pc := d.pc
sp := unsafe.Pointer(d.sp)
freedefer(d)
if p.recovered {
atomic.Xadd(&runningPanicDefers, -1)
gp._panic = p.link
for gp._panic != nil && gp._panic.aborted {
gp._panic = gp._panic.link
}
if gp._panic == nil {
gp.sig = 0
}
gp.sigcode0 = uintptr(sp)
gp.sigcode1 = pc
mcall(recovery)
throw("recovery failed")
}
}
preprintpanics(gp._panic)
fatalpanic(gp._panic)
*(*int)(nil) = 0
}
1、首先對(duì)內(nèi)部變量還有搶鎖的情況做了check。
2、獲取當(dāng)前的goroutine
3、創(chuàng)建一個(gè)_panic實(shí)例
4、從當(dāng)前的goroutine中獲取一個(gè)_defer結(jié)構(gòu)體
5、如果_defer存在，調(diào)用reflectcall執(zhí)行_defer中的代碼
6、將下一個(gè)的_defer結(jié)構(gòu)設(shè)置到 Goroutine 上并回到 4
7、調(diào)用fatalpanic中止整個(gè)程序
其中，在fatalpanic中止整個(gè)程序之前就會(huì)通過printpanics打印出全部的panic消息以及調(diào)用時(shí)傳入的參數(shù)
func preprintpanics(p *_panic) {
defer func() {
if recover() != nil {
throw("panic while printing panic value")
}
}()
for p != nil {
switch v := p.arg.(type) {
case error:
p.arg = v.Error()
case stringer:
p.arg = v.String()
}
p = p.link
}
}
func printpanics(p *_panic) {
if p.link != nil {
printpanics(p.link)
print("\t")
}
print("panic: ")
printany(p.arg)
if p.recovered {
print(" [recovered]")
}
print("\n")
}
fatalpanic會(huì)調(diào)用exit來退出程序，并且返回錯(cuò)誤碼2.
func fatalpanic(msgs *_panic) {
pc := getcallerpc()
sp := getcallersp()
gp := getg()
var docrash bool
systemstack(func() {
if startpanic_m() && msgs != nil {
atomic.Xadd(&runningPanicDefers, -1)
printpanics(msgs)
}
docrash = dopanic_m(gp, pc, sp)
})
if docrash {
crash()
}
systemstack(func() {
exit(2)
})
*(*int)(nil) = 0 // not reached
}
recover 恢復(fù)程序
上面介紹了panic崩潰程序的過程，接下來看一下recover阻止崩潰，恢復(fù)程序的過程。
看一下gorecover 函數(shù)：
func gorecover(argp uintptr) interface{} {
gp := getg()
p := gp._panic
if p != nil && !p.recovered && argp == uintptr(p.argp) {
p.recovered = true
return p.arg
}
return nil
}
這個(gè)函數(shù)非常簡(jiǎn)單，修改panic結(jié)構(gòu)體的recovered字段，當(dāng)前函數(shù)的調(diào)用其實(shí)都發(fā)生在gopanic期間。
然后后期檢測(cè)這個(gè)字段的時(shí)候，就不崩潰了（看一下gopanic函數(shù)就比較清晰了）
if p.recovered {
atomic.Xadd(&runningPanicDefers, -1)
gp._panic = p.link
for gp._panic != nil && gp._panic.aborted {
gp._panic = gp._panic.link
}
if gp._panic == nil {
gp.sig = 0
}
gp.sigcode0 = uintptr(sp)
gp.sigcode1 = pc
mcall(recovery)
throw("recovery failed")
}
從_defer結(jié)構(gòu)體中取出了程序計(jì)數(shù)器pc和棧指針sp并調(diào)用recovery方法進(jìn)行調(diào)度，調(diào)度之前會(huì)準(zhǔn)備好sp、pc以及函數(shù)的返回值。
這一塊兒就是panic和recover的過程啦。
