nodejs中错误捕获的一些最佳实践

本文作者:IMWeb yisbug 原文出处:IMWeb社区 未经同意,禁止转载

本文内容大部分来自 https://www.joyent.com/node-js/production/design/errors ,原文比较长,感觉也有点啰嗦,所以根据个人理解猜测梳理出本文,如果有错误欢迎指出,谢谢!

很多人其实不是很重视错误处理,但对于构建一个健壮的nodejs应用,错误处理是非常重要的一件事情,希望本文可以给你一些启发。

先抛出几个问题:

  1. 应该用哪种方式暴露错误?throwcallback(err, result)Event Emitter或者其他方式?
  2. 如何假设函数的参数?是否应该检测类型正确?非null,IP,QQ号码?
  3. 函数参数不符合预期该怎么处理?
  4. 应该如何区分不同类型的错误?例如Bad RequestService Unavailable
  5. 应该如何提供有用的错误信息?
  6. 应该如何捕获错误?使用try/catch,还是domains或者其他方式?

一些基础知识

关于Errorthrowtry...catch的一些基础知识链接

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Error https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Statements/throw https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Statements/try...catch

node.js v7.2.0 domainprocess https://nodejs.org/api/domain.html https://nodejs.org/api/process.html

verror模块: rich JavaScript errors https://github.com/joyent/node-verror

抛出错误的几种方式:

var myEmitter = new MyEmitter();
doSomeAsynchronousOperation(function (err) {
      if (err) throw (err); // 直接throw
      if (err) callback(err); // 使用callback,nodejs中常见的异步处理方式
      myEmitter.emit('error', new Error('whoops!')); // error事件
});

捕获错误

try{
    var result = JSON.parse(str);
}catch(e){
    // 捕获错误
}

分类错误

一般来说,我们将错误简单的分为两种类型:操作错误、编码错误。

对于有经验的人来说,写代码的时候都会处理一些常见的操作错误,例如JSON.parse总是会和try...catch一起,例如网络故障、远程服务器返回500等。这些错误并非bug。

对于程序来说,另外一种错误属于编码错误,这是程序的bug,解决的方式应该是修改代码,避免发生。例如read property of "undefined"、调用一个异步函数但没有传入callback、函数参数预期是Object但是传了一个String等等。

人们在谈论错误时,总是将这两种错误混在一起,实际上这两种错误是完全不同的。例如File not found是一种操作错误,但这不能说明哪里出错了,这可能仅仅表示程序应该先创建文件。

有些时候,同一个问题可能会导致多种错误。例如nodejs应用因为一个变量undefined导致crash,这是编码错误,客户端则会接收到ECONNRESET错误,这属于操作错误,对于客户端来说应该可以预期到服务器的这个错误。

如何处理 操作错误

  • 对于明确的操作错误类型,直接处理掉。

例如尝试打开一个log文件可能会导致 ENOENT ,那么创建这个文件即可。

  • 对于预料之外你不知道如何处理的错误,比较好的方式是记录error并crash,传递合适的错误信息给客户端。

如何处理 代码错误

最好的方式是立即crash。

这种错误是程序的bug,一般来说写再多的代码也避免不了。因为在node应用中,我们一般会监控挂掉的进程并自动重启,所以立即crash是比较好的方式。

调试这类问题的最佳方式,是在捕获到uncaught exception的时候,记录相关信息。

总之记住,server的代码错误(bug)传递到client时会成为一个操作错误,例如server捕获到uncaught exception则返回一个500,客户端来处理这个操作错误。

如何传递错误?

首先,最重要的是文档,描述这个函数做了些什么,接收什么类型的参数返回什么,可能会触发什么错误。

一些基本原则:

  • 同步的函数里,使用throw。使用者使用try...catch即可捕获错误。
  • 异步函数里,更常用的方式是使用callback(err, result)的方式。
  • 在更复杂的场景里,可以返回一个EventEmitter对象,代替使用callback。使用者可以监听emitter对象的 error事件。 例如读取一个数据流,我们可能会同时使用 req.on('data')req.on('error')req.on('timeout')

所以,使用throw还是callbacksEventEmitter,取决于:

  • 该错误是操作错误还是编码错误?
  • 该函数是同步还是异步?

此外,

  • 不管是同步(使用throw)或者异步(使用callbackEventEmitter),只使用一种方式传递错误,避免同时使用两种方式。这样的话,使用者就只需要使用一种方式来捕获错误,例如try...catch或者callback,不需要考虑更多的场景。

下面用一个特例来说明这一点:

// 异步函数,err是操作错误,使用callback传递
fs.stat('不存在的文件',function(err){}) 
// 异步函数,参数错误,会立即抛出异常
fs.stat(null,function(err){})

在上例的第二种情况,会立即返回TypeError: path must be a string or Buffer,也就是说内部使用了throw,这种情况是不是和上面提到的有矛盾?

其实并不是,第二种情况属于编码错误(fs.stat只接收路径作为参数但我们给了他一个null),并不是操作错误。编码错误永远不应该被处理。

所以在使用fs.stat的时,使用者仍然只需要处理callback传递的错误,不需要使用try...catch

错误的输入属于哪种情况?编码错误还是操作错误?

这一点取决于函数申明的可以允许的类型,以及你如何来解释它们:

  • 如果得到的参数和申明的类型(不一定是指数据类型,也可能是IP地址、QQ号等类型)不一致,那么属于编码错误(使用者应该使用符合要求的参数)
  • 如果得到的参数和申明的类型一致,但函数不能处理这种情况,那属于操作错误。

你必须决定限制类型的严格程度。

例如需要连接到一个服务器,函数接收一个ip地址作为参数,那么有几种做法:

  • 函数只接收ip地址格式的参数,如果不符合格式,则立即抛出异常。
  • 函数接收任意字符串参数,如果参数不是ip地址格式,则使用callback发出一个异步错误,提示无法连接该地址。

这两种做法决定了同样的输入会导致编码错误或操作错误。对于大多数功能,我们强烈建议更严格,因为更宽松的限制会更容易导致使用错误以及浪费时间。

什么时候使用domainprocess.on('uncaughtException') ?

操作错误一般都可以使用明确的机制来处理(根据具体的错误对应处理,使用try...catchcallbackEventEmitter等)。

domain和全局的异常捕获主要是为了发现和处理未预料到的编码错误。

编写functions的具体建议

  • 清楚function的功能

必须明确几点:期待的参数、参数类型、额外约束(IP地址、QQ号码等)

如果任意一点不匹配,则立即抛出throw异常。

此外,还应该有:使用方可以预料到的操作错误、如何捕获这些错误、返回值。

  • 所有的erorr都使用Error对象(或者基于Error类的扩展)

所有的error都应该提供namemessage属性,并且stack也应该准确可用。

  • 使用name属性来区分错误类型

例如RangeErrorTypeError。 不要为每种错误取个名字,例如定义InvalidHostnameErrorInvalidIpAddressError这种来表示具体的错误,对于这种错误可以统一用InvalidArgumentError表示错误类型,然后在详细描述里补充更多信息。

  • 增加解释错误细节的属性

例如无法连接到服务器,可以增加一个remoteIp 属性表示试图连接的ip。

  • 如果传递一个较低级别的错误,考虑重新包装错误。

如果函数调用顺序如下:funcA -> funcB -> funcC,funcC返回一个加载配置失败的错误,funcB连接服务器失败。

那么,在funcA中,更希望得到包含这2个错误的信息。所以在funcB中捕获到funcC的错误时,包装并传递这些错误是有价值的。

包装底层的错误信息时,尽可能保留原始的信息,除了名称name,但不要改写原始的error对象。

一个组合多个错误的示例:

myserver: 
    failed to start up: 
        failed to load configuration: 
            failed to connect to database server: 
                failed to connect to 127.0.0.1 port 1234: 
                    connect ECONNREFUSED

这里有一个库可以帮我们做这件事:

https://github.com/joyent/node-verror

总结

  • 区分错误类型,是可预见的还是不可避免的,是操作错误还是bug。
  • 操作错误应该被处理。编码错误不应该被处理(全局处理并记录)。
  • 一个函数可能产生的操作错误,只应该使用同步(throw)或者异步一种方式。一般来说,在nodejs中,同步函数导致的操作错误是比较少见的,使用try...catch会很少,常见的是用户输入验证如JSON、解析等。
  • 一个函数的参数、类型、预期错误、如何捕获都应该是明确的。
  • 缺少参数、参数无效都属于编码错误,应该直接抛出异常(throw)。
  • 使用标准的Error类和标准属性。使用独立的属性,添加尽可能多的附加信息,尽可能使用通用的属性名称。

例如一些常见的属性名称:

localHostname、localIp、localPort、remoteHostname、remoteIp、remotePort、path、srcpath、dstpath、hostname、ip、propertyName、propertyValue、syscall、errno

最后

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