Golang 错误处理最佳实践

Che Dan

Dec 25, 2019·9 min read

Golang有很多优点，这也是它如此流行的主要原因。但是Go 1 对错误处理的支持过于简单了，以至于日常开发中会有诸多不便利。

这些不足催生了一些开源解决方案。与此同时， Go 官方也在从语言和标准库层面作出改进。

本文将分析一些常见问题，对比各种解决方案，并展示了迄今为止(go 1.13)的最佳实践。

先说结论：建议使用 github.com/pkg/errors 进行错误处理。原因将在下面详细阐述

问题

Golang开发中经常需要检查返回的错误值并作相应处理。最简示例如下：

import (
   "database/sql"
   "fmt"
)

func foo() error {
   return sql.ErrNoRows
}

func bar() error {
   return foo()
}

func main() {
   err := bar()
   if err != nil {
      fmt.Printf("got err, %+v\n", err)
   }
}
//Outputs:
// got err, sql: no rows in result set

有时需要根据返回的error类型作不同处理，例如：

import (
   "database/sql"
   "fmt"
)

func foo() error {
   return sql.ErrNoRows
}

func bar() error {
   return foo()
}

func main() {
   err := bar()
   if err == sql.ErrNoRows {
      fmt.Printf("data not found, %+v\n", err)
      return
   }
   if err != nil {
      // Unknown error
   }
}
//Outputs:
// data not found, sql: no rows in result set

实践中经常需要为错误增加上下文信息后再返回，以方便调用者了解错误场景。例如 foo方法时常写成

func foo() error {
   return fmt.Errorf("foo err, %v", sql.ErrNoRows)
}

但这时 err == sql.ErrNoRows 便不再成立。除此之外，上述写法都在返回错误时都丢掉了调用栈这个重要的诊断信息。我们需要更灵活、更通用的方式来应对此类问题。

解决方案

针对Go的不足，目前有几种解决方案。他们可以作上下文包装，不丢失原始错误信息， 还能尽量保留完整的调用栈

1. github.com/pkg/errors

来自 Dave Cheney ， 有三个关键方法

1. Wrap 方法用来包装底层错误，增加上下文文本信息并附加调用栈。 一般用于包装对第三方代码（标准库或第三方库）的调用。
2. WithMessage 方法仅增加上下文文本信息，不附加调用栈。 如果确定错误已被 Wrap 过或不关心调用栈，可以使用此方法。 注意：不要反复 Wrap ，会导致调用栈重复
3. Cause方法用来判断底层错误 。

用这个包重写上述程序：

import (
   "database/sql"
   "fmt"

   "github.com/pkg/errors"
)

func foo() error {
   return errors.Wrap(sql.ErrNoRows, "foo failed")
}

func bar() error {
   return errors.WithMessage(foo(), "bar failed")
}

func main() {
   err := bar()
   if errors.Cause(err) == sql.ErrNoRows {
      fmt.Printf("data not found, %v\n", err)
      fmt.Printf("%+v\n", err)
      return
   }
   if err != nil {
      // unknown error
   }
}/*Output:data not found, bar failed: foo failed: sql: no rows in result set
sql: no rows in result set
foo failed
main.foo
    /usr/three/main.go:11
main.bar
    /usr/three/main.go:15
main.main
    /usr/three/main.go:19
runtime.main
    ...*/

从输出内容可以看到， 使用 %v 作为格式化参数，那么错误信息会保持一行， 其中依次包含调用栈的上下文文本。 使用 %+v ，则会输出完整的调用栈详情

如果不需要增加额外上下文信息，仅附加调用栈后返回，可以使用 WithStack 方法：

func foo() error {
   return errors.WithStack(sql.ErrNoRows)
}

注意：无论是 Wrap ， WithMessage 还是 WithStack ，当传入的 err 参数为 nil 时， 都会返回nil， 这意味着我们在调用此方法之前无需作 nil 判断，保持了代码简洁

2. golang.org/x/xerrors

结合社区反馈，Go 团队完成了在 Go 2 中简化错误处理的提案。 Go核心团队成员 Russ Cox 在xerrors中部分实现了提案中的内容。它用与 github.com/pkg/errors相似的思路解决同一问题， 引入了一个新的 fmt 格式化动词: %w，使用 Is 进行判断。：

import (
   "database/sql"
   "fmt"

   "golang.org/x/xerrors"
)

func bar() error {
   if err := foo(); err != nil {
      return xerrors.Errorf("bar failed: %w", foo())
   }
   return nil
}

func foo() error {
   return xerrors.Errorf("foo failed: %w", sql.ErrNoRows)
}

func main() {
   err := bar()
   if xerrors.Is(err, sql.ErrNoRows) {
      fmt.Printf("data not found, %v\n", err)
      fmt.Printf("%+v\n", err)
      return
   }
   if err != nil {
      // unknown error
   }
}/* Outputs:data not found, bar failed: foo failed: sql: no rows in result set
bar failed:
    main.bar
        /usr/four/main.go:12
  - foo failed:
    main.foo
        /usr/four/main.go:18
  - sql: no rows in result set
*/

与 github.com/pkg/errors 相比，它有几点不足：

1. 使用 : %w 代替了 Wrap ， 看似简化， 但失去了编译期检查。 如果没有冒号，或 : %w 不位于于格式化字符串的结尾，或冒号与百分号之间没有空格，包装将失效且不报错
2. 更严重的是， 调用 xerrors.Errorf 之前需要对参数进行nil判断。 这实际完全没有简化开发者的工作

3. Go 1.13 内置支持

到了 Go 1.13 ，xerrors 的部分功能（不是全部，下面会说明）被整合进了标准库。 它继承了 xerrors的全部缺点， 并额外贡献了一项。因此目前没有使用它的必要

import (
   "database/sql"
   "errors"
   "fmt"
)

func bar() error {
   if err := foo(); err != nil {
      return fmt.Errorf("bar failed: %w", foo())
   }
   return nil
}

func foo() error {
   return fmt.Errorf("foo failed: %w", sql.ErrNoRows)
}

func main() {
   err := bar()
   if errors.Is(err, sql.ErrNoRows) {
      fmt.Printf("data not found,  %+v\n", err)
      return
   }
   if err != nil {
      // unknown error
   }
}/* Outputs:
data not found,  bar failed: foo failed: sql: no rows in result set
*/

与 xerrors 版本非常接近。但是它不支持调用栈信息输出， 根据官方的说法， 此功能没有明确时间表。因此其实用性远低于 github.com/pkg/errors

总结

通过以上对比， 相信你已经有了选择。 再明确一下我的看法。 我的选择顺序是 1 > 2 > 3

• 如果你正在使用 github.com/pkg/errors ，保持现状。目前还没有比它更好的选择
• 如果你已经大量使用 golang.org/x/xerrors ， 别盲目换成内置方案，它目前还不值得

总的来说，Go 在诞生之初就在各个方面表现得相当成熟、稳健。 在演进路线上很少出现犹疑和摇摆。 而在错误处理方面却是个例外。 除了被广泛吐槽的 if err != nil 之外， 就连其改进路线也备受争议、分歧明显，以致于一个改进提案都会因为压倒性的反对意见而不得不作出调整。 好在Go 团队比以前更加乐于倾听社区意见，团队甚至专门就此问题建了个反馈收集页面。相信最终大家会找到更好的解决方案

写在最后

虽然我们讨论了如何高效地包装错误，但与其它技术一样， 它只应该应用于适合的地方。 它不应该成为通行准则。

为什么呢？ 因为当开始使用 errors.Cause(err, sql.ErrNoRows) 或 xerrors.Is(err, sql.ErrNoRows) 时， 就意味着 sql.ErrNoRows 作为实现细节被暴露给外界了， 它成了API的一部分。

如果只是利用库代码进行业务开发， 包装后作判断的作法可以被理解和接受的。

而对于API的定义者来说， 这个问题就变得格外重要。 也许更好的办法是定义一个基础错误类型， 然后从其中派生出具体错误实例， 并附带错误编码

全文完，欢迎留言与我讨论 ^-^

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