关于异常处理的总结和思考

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Nov 15, 2023

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两种不同的范式

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本节摘自 Frost Ming 的文章

两种风格的错误处理

醉后不知天在水，满船清梦压星河

https://frostming.com/error-handling/

以 Python 为例，抛出异常的方式是：

处理异常的方式是：

以 Go 为例，返回错误的方式是：

处理错误的方式是：

看上去它们完成的事情差不多，但如果我们去掉错误处理的代码，不管它，会变成这样：

Python:

Go:

两者造成的结果截然不同，Python 会上报异常，Go 会忽略错误。这代表了两种不同的哲学，前者若不处理错误即上报异常，让上层处理，而后者若不处理错误，则继续执行。

关于 back out （返回错误）的观点

支持 back out

对开发者来说足够明确

来自 Frost Ming

用 Go 语言的时候，你一看它返回了一个 err，脑子就永远有根弦，要么必须写 if err != nil，要么主动用 _ 忽略掉错误，采用任何一种方式，就算是再粗心的程序员，都清晰地知道自己在做什么，反而更有利于及时的处理错误。写 Go 的时候感觉自己一直在 if err != nil 正是因为每一个错误都被兜住了，不会漏掉。

反对 back out

无法处理的 exception 要层层 return

来自 Frost Ming

尴尬的是，不是所有错误在本函数中都能处理，对于无法处理的错误，只能把错误返回给上层，而上层也不一定能处理，于是就一直 return。

来自 t.me/kazurin

每次返回的时候都需要携带一个上下文信息帮助定位错误，否则由于没有 stack trace，错误分析工作会变得非常麻烦

对于非致命错误，go 语言比较通用的做法是在每一层返回的时候用 errors.Wrap() 给 err 附加一层上下文信息，例如 errors.Wrap(err, "failed to open config file")；rust 的做法是用 anyhow 库的 result.context() 扩展方法，或者自己创建一个用来包装的 enum，与 throw 时带上栈信息的目的是差不多的，实质上都是牺牲了程序员的便利来换取性能。

打断链式调用

来自 t.me/yeningxue

我个人的痛点其实就是文章里讲的，有些错误是需要在上层处理的，层层返回实在有点痛苦。我能接受Rust的?，但Go就完全是折磨人了。

有些操作写成链式就很自然，非要我给每一个中间值都想个变量名反而比较困难，把错误放在返回值里就很难写出这种代码了。

关于 bail out （抛出异常）的观点

支持 bail out

来自 Frost Ming：

一个例子是用户交互程序，你需要把一些关键错误信息显示在界面上，而这个错误的来源，可能是任意层级深度的，这时异常抛出的「直达天听」的优势就显现出来了。

反对 bail out

bail out 的 exception 没有合理的 catch

来自 Frost Ming：

调用者不知道调用的这段代码会不会报错，报什么错，这就导致程序永远会在无法预料的情况下崩溃。恰巧，现在两种主要的动态语言，Python 和 Javascript，都采用的这种方式。而一些开发者，为了保住 SLO 和 KPI，就会用 try: <一大坨> except: pass 的代码兜底。底看似兜住了，其实早已千疮百孔。

性能缺陷

来自 t.me/kazurin

Throw 会带来语言和编译层面的不必要的复杂度，例如 non-local control flow，stack unwinding 等等的。这两种错误处理在底层的实现方式真的会很不一样。

想要打印栈信息的话，编译型语言（指最终编译为机器码的语言）除了 stack unwinding 之外，应该没有能兼顾高效率和无感知的做法（go 和 rust 在发生 panic 的时候都会做 stack unwinding，所以才能看到错误栈）。C++ 的异常处理就是用 stack unwinding 实现的，而 go 和 rust 都只在发生致命错误的时候使用（为了打印栈信息和清理资源）。

“bail out 和 back out 各有优劣” 当然是正确的说法，不过我还想进一步讨论一下，异常处理在具体场景下应该怎么做。

batch 型任务和 pipeline 型任务

batch 型任务

batch 型任务指的是，每一个子任务都不影响其后的子任务，例如：

有一批“同质化”的任务，使用的参数是同类的、处理的方法是相同的：

一个大任务由一些互不相关的任务构成，且大任务应该“尽可能完成”：

这种任务中，我们希望任何一个任务的失败都不会后面的任务。这意味着每一个任务都要 catch 其产生的所有异常，以免打断其它的任务。

“同质化”的任务例如：一个 API 服务器，同一个 API 收到的每个 request 都会用相同的函数处理，一次函数运行如果产生了异常，通常框架会有兜底的 catch，对 request 返回 500 response。

更常见的又例如：一个 for 中写了很长的复杂逻辑，那么这一大段逻辑应该有兜底的 catch，打印日志后 continue 进行下一个 loop。

一个大任务由一些互不相关的任务构成，且大任务应该“尽可能完成”，举个例子比如：游戏中玩家登录的时候，我们要为玩家初始化一系列功能模块。如果在一个功能模块初始化的过程中抛出异常（bail out），那么整个登录流程就被打断，玩家无法进入游戏。如果为每一个模块初始化加上 catch，那么玩家可以正常登录游戏，只有部分异常模块的功能无法使用。

可想而知，对于 batch 型的任务，也许 back out 的写法对开发者更友好。因为这种任务意味着不应该抛出任何异常，使得整个任务失败。