如何在 Go 中优雅的处理和返回错误（1）——函数内部的错误处理

在使用 Go 开发的后台服务中，对于错误处理，一直以来都有多种不同的方案，本文探讨并提出一种从服务内到服务外的错误传递、返回和回溯的完整方案，还请读者们一起讨论。

问题提出

在后台开发中，针对错误处理，有三个维度的问题需要解决：

• 函数内部的错误处理: 这指的是一个函数在执行过程中遇到各种错误时的错误处理。这是一个语言级的问题
• 函数/模块的错误信息返回: 一个函数在操作错误之后，要怎么将这个错误信息优雅地返回，方便调用方（也要优雅地）处理。这也是一个语言级的问题
• 服务/系统的错误信息返回: 微服务/系统在处理失败时，如何返回一个友好的错误信息，依然是需要让调用方优雅地理解和处理。这是一个服务级的问题，适用于任何语言

针对这三个维度的问题，笔者准备写三篇文章一一说明。首先本文就是第一篇：函数内部的错误处理

高级语言的错误处理机制

　　一个面向过程的函数，在不同的处理过程中需要 handle 不同的错误信息；一个面向对象的函数，针对一个操作所返回的不同类型的错误，有可能需要进行不同的处理。此外，在遇到错误时，也可以使用断言的方式，快速中止函数流程，大大提高代码的可读性。

　　在许多高级语言中都提供了 try ... catch 的语法，函数内部可以通过这种方案，实现一个统一的错误处理逻辑。而即便是 C 这种 “中级语言”，虽然没有 try catch，但是程序员也可以使用宏定义配合 goto LABEL 的方式，来实现某种程度上的错误断言和处理。

Go 的错误断言

　　在 Go 的情况就比较尴尬了。我们先来看断言，我们的目的是，仅使用一行代码就能够检查错误并终止当前函数。

由于没有 throw、没有宏，如果要实现一行断言，有两种方法。

方法一：单行 if + return

第一种是把 if 的错误判断写在一行内，比如：

	if err != nil { return err }

这种方法有值得商榷的点：

• 虽然符合 Go 的代码规范，但是在实操中，if 语句中的花括号不换行这一点还是非常有争议的，并且笔者在实际代码中也很少见到过
• 代码不够直观，大致浏览代码的时候，断言代码不显眼，而且在花括号中除了 return 之外也没法别的了，原因是 Go 的规范中强烈不建议使用 ; 来分隔多条语句（if 条件判断除外）

因此，笔者强烈不建议这么做。

方法二：panic + recover

第二种方法是借用 panic 函数，结合 recover 来实现，如以下代码所示：

func SomeProcess() (err error)
	defer func() {
		if e := recover(); e != nil {
			err = e.(error)
		}
	}()

	assert := func(cond bool, e error) {
		if !cond {
			panic(e)
		}
	}

	// ...

	err = DoSomething()
	assert(err == nil, fmt.Errorf("DoSomething() error: %w", err))

	// ...
}

　　这种方法好不好呢？我们要分情况看：

　　首先，panic 的设计原意，是在当程序或协程遇到严重错误，完全无法继续运行下去的时候，才会调用（比如段错误、共享资源竞争错误）。这相当于 Linux 中 FATAL 级别的错误日志，用这种机制，仅仅用来进行普通的错误处理（ERROR 级别），杀鸡用牛刀了。

　　其次，panic 调用本身，相比于普通的业务逻辑的系统开销是比较大的。而错误处理这种事情，可能是常态化逻辑，频繁的 panic - recover 操作，也会大大降低系统的吞吐。

　　但是话虽这么说，使用 panic 来断言的方案，虽然在业务逻辑中基本上不用，但在测试场景下则是非常常见的。测试嘛，用牛刀有何不可？稍微大一点的系统开销也没啥问题。对于 Go 来说，非常热门的单元测试框架 goconvey 就是使用 panic 机制来实现单元测试中的断言，用的人都说好。

结论建议

　　综上，在 Go 中，对于业务代码，笔者不建议采用断言，遇到错误的时候建议还是老老实实采用这种格式：

if err := DoSomething(); err != nil {
	// ...
}

　　而在单测代码中，则完全可以大大方方地采用类似于 goconvey 之类基于 panic 机制的断言。

Go 的 try ... catch

　　众所周知，Go（当前版本 1.17）是没有 try ... catch 的，而且从官方的态度而言，短时间内也没有明确的计划。但是程序员有这个需求呀。这里也催生出了集中解决方案

defer 函数

　　笔者采用的方法，是将需要返回的 err 变量在函数内部全局化，然后结合 defer 统一处理：

func SomeProcess() (err error) { // <-- 注意，err 变量必须在这里有定义
	defer func() {
		if err == nil {
			return
		}

		// 这下面的逻辑，就当作 catch 作用了
		if errors.Is(err, somepkg.ErrRecordNotExist) {
			err = nil		// 这里是举一个例子，有可能捕获到某些错误，对于该函数而言不算错误，因此 err = nil
		} else if errors.Like(err, somepkg.ErrConnectionClosed) {
			// ...			// 或者是说遇到连接断开的操作时，可能需要做一些重连操作之类的；甚至乎还可以在这里重连成功之后，重新拉起一次请求
		} else {
			// ...
		}
	}()

	// ...

	if err = DoSomething(); err != nil {
		return
	}

	// ...
}

　　这种方案要特别注意变量作用域问题：

　　比如前面的 if err = DoSomething(); err != nil { 行，如果我们将 err = ... 改为 err := ...，那么这一行中的 err 变量和函数最前面定义的 (err error) 不是同一个变量，因此即便在此处发生了错误，但是在 defer 函数中无法捕获到 err 变量了。

　　在 try ... catch 方面，笔者其实没有特别好的方法来模拟，即便是上面的方法也有一个很让人头疼的问题：defer 写法导致错误处理前置，而正常逻辑后置了。

命名的错误处理函数

　　要解决前文提及的 defer 写法导致错误处理前置的问题，有第一种解决方法是比较常规的，那就是将 defer 后面的匿名函数改成一个命名函数，抽象出一个专门的错误处理函数。这个时候我们可以将上一段函数进行这样的改造：

func SomeProcess() error {
	// ...

	if err = DoSomething(); err != nil {
		return unifiedError(err)
	}

	// ...
}

func unifiedError(err error) error {
	if errors.Is(err, somepkg.ErrRecordNotExist) {
		return nil		// 有可能捕获到某些错误，对于该函数而言不算错误，因此 err = nil

	} else if errors.Like(err, somepkg.ErrConnectionClosed) {
		return fmt.Errorf("handle XXX error: %w", err)

	// ...

	} else {
		return err
	}
}

　　这样就舒服一些了，至少逻辑前置，错误处理后置。不过读者肯定会发现——这不是什么语言都可以这么搞嘛？诚然，这怎么看都不像是对 try ... catch 的模拟,但这种方法依然很推荐，特别是错误处理代码很长的时候。

goto LABEL

　　理论上，我们可以通过 goto 语句，将错误处理后置，比如：

func SomeProcess() error {
	// ...

	if err = DoSomething(); err != nil {
		goto ERR
	}

	// ...

	return nil

ERR:
	// ...
}

　　对 C 语言比较熟悉的同学可能会觉得很亲切，因为在 Linux 内核中就有大量这种写法。这种写法呢，笔者其实说不出具体不好的地方，但是这个看起来很像 C 的写法，其实限制很多，反而比起 C 而言，需要注意的地方也更多：

• 仅限于 ANSI-C 的话，要求所有的局部变量都需要前置声明，这就避免了因为变量作用域而带来的同名变量覆盖；但 Go 需要注意这个问题。
• C 支持宏定义，配合前文可以实现断言，使得错误处理语句可以做得比较优雅；而 Go 不支持
• Go 经常有很多匿名函数，匿名函数无法 goto 到外层函数的标签，这也限制了 goto 的使用

　　不过笔者倒也不是不支持使用 goto，只是觉得在现有机制下，还是使用前两种模式比较符合 Go 的习惯。

　　下一篇文章是《如何在 Go 中优雅的处理和返回错误（2）——函数/模块的错误信息返回》，笔者详细整理了 Go 1.13 之后的 error wrapping 功能，敬请期待～～

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原作者： amc，欢迎转载，但请注明出处。

原文标题：《如何在 Go 中优雅的处理和返回错误（1）——函数内部的错误处理》

发布日期：2021-09-18

原文链接：https://cloud.tencent.com/developer/article/1879728