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你对 Go 错误处理的 4 个误解!

时间:2021-09-14 01:54     来源/作者:脑子进煎鱼了

你对 Go 错误处理的 4 个误解!

大家好,我是煎鱼。

Go 语言中错误处理的机制一直是各大 Gopher 热议的问题。甚至一直有人寄望 Go 支持 throw 和 catch 关键字,实现与其他语言类似的特性。社区里的讨论也从未停过。

今天煎鱼带大家了解几个 Go 语言的错误处理中,大家最关心,也是最容易被误解、被嫌弃的问题:

  • 为什么不支持 try-catch?
  • 为什么不支持全局捕获的机制?
  • 为什么要这么设计错误处理?
  • 未来的错误处理机制会怎么样?

落寞的 try-catch

在 Go1 时,大家知道基本不可能支持。于是打起了 Go2 的主意。为什么 Go 就不能支持 try-catch 组合拳?

上一年宣发了 Go2 的构想,所以在 2020 年就有小伙伴乘机提出过类似 《proposal: Go 2: use keywords throw, catch, and guard to handle errors[1]》的提案,这可是其他语言都支持的,Go 语言怎么了?

下面来自该提案的演示,Go1 的错误处理:

  1. type data struct {} 
  2.  
  3. func (d data) bar() (string, error) { 
  4.     return "", errors.New("err"
  5.  
  6. func foo() (data, error) { 
  7.     return data{}, errors.New("err"
  8.  
  9. func do () (string, error) { 
  10.     d, err := foo() 
  11.     if err != nil { 
  12.         return "", err 
  13.     } 
  14.  
  15.     s, err := d.bar() 
  16.     if err != nil { 
  17.         return "", err 
  18.     } 
  19.  
  20.     return s, nil 

新提案所改造的方式:

  1. type data struct {} 
  2.  
  3. func (d data) bar() string { 
  4.     throw "", errors.New("err"
  5.  
  6. func foo() (d data) { 
  7.     throw errors.New("err"
  8.     return 
  9.  
  10. func do () (string, error) { 
  11.     catch err { 
  12.         return "", err  
  13.     } 
  14.  
  15.     s := foo().bar() 
  16.     return s, nil 

不过答复非常明确,@davecheney 在底下回复“以最强烈的措辞,不(In the strongest possible terms, no)”。这可让人懵了圈,为什么这么硬呢?

其实 Go 官方早在《Error Handling — Problem Overview[2]》提案早已明确提过,Go 官方在设计上会有意识地选择使用显式错误结果和显式错误检查。

结合《language: Go 2: error handling meta issue[3]》可得知,要拒绝 try-catch 关键字的主要原因是:

  • 会涉及到额外的流程控制,因为使用 try 的复杂表达式,会导致函数意外返回。
  • 在表达式层面上没有流程控制结构,只有 panic 关键字,它不只是从一个函数返回。

说白了,就是设计理念不合,加之实现上也不大合理。在以往的多轮讨论中早已被 Go 团队拒绝了。

反之 Go 团队倒是一遍遍在回答这个问题,已经不大耐烦了,直接都整理了 issues 版的 FAQ 了。

想捕获所有 panic

在 Go 语言中,有一个点,很多新同学会不一样碰到的。那就是在 goroutine 中如果 panic 了,没有加 recover 关键字(有时候也会忘记),就会导致程序崩溃。

又或是以为加了 recover 就能保障一个 goroutine 下所派生出来的 goroutine 所产生的 panic,一劳永逸。

但现实总是会让人迷惑,我经常会看到有同学提出类似的疑惑:

你对 Go 错误处理的 4 个误解!

来自 Go 读者交流群

这时候,有其他语言经验的同学中,又有想到了一个利器。能不能设置一个全局的错误处理 handler。

像是 PHP 语言也可以有类似的方法:

  1. set_error_handler(); 
  2. set_exception_handler(); 
  3. register_shutdown_function(); 

显然,Go 语言中并没有类似的东西。归类一下,我们聚焦以下两个问题:

  • 为什么 recover 不能捕获更上层的 panic?
  • 为什么 Go 没有全局的错误处理方法?

源码层面

如果是讲设计的话,其实只是通过 Go 的 GMP 模型和 defer+panic+recver 的源码剖析就能知道了。

你对 Go 错误处理的 4 个误解!

本质上 defer+panic 都是挂载在 G 上的,可查看我以前写的《深入理解 Go panic and recover[4]》,你会有更多深入的理解。

设计思想

在本文中我们不能仅限于源码,需要更深挖,Go 设计者他的思想是什么,为什么就是不支持?

在 Go issues 中《proposal: spec: allow fatal panic handler[5]》、《No way to catch errors from goroutines automatically[6] 》分别的针对性探讨过上述问题。

Go 团队的大当家 @Russ Cox 给出了明确的答复:Go 语言的设计立场是错误恢复应该在本地完成,或者完全在一个单独的进程中完成。

你对 Go 错误处理的 4 个误解!

这就是为什么 Go 语言不能跨 goroutines 从 panic 中恢复,也不能从 throw 中恢复的根本原因,是语言设计层面的思想所决定。

在源码剖析时,你所看到的整套 GMP+defer+panic+recover 的机制机制,就是跟随着这个设计思想去编写和发展的。

设计思想决定源码实现。

建议方式

从 Go 语言层面去动摇这个设计思想,目前来看可能性很低。至少 2021 年的现在没有看到改观。

整体上会建议提供公共的 Go 方法去规避这种情况。参考 issues 所提供的范例如下:

  1. recovery.SafeGo(logger, func() { 
  2.     method(all parameters) 
  3. }) 
  4.  
  5. func SafeGo(logger logging.ILogger, f func()) { 
  6.  go func() { 
  7.   defer func() { 
  8.    if panicMessage := recover(); panicMessage != nil { 
  9.     ... 
  10.    } 
  11.   }() 
  12.  
  13.   f() 
  14.  }() 

是不是感觉似曾相识?

每家公司的内部库都应该有这么一个工具方法,规避偶尔忘记的 goroutine recover 所引发的奇奇怪怪问题。

也可以参照建议,利用一个单独的进程(Go 语言中是 goroutine)去统一处理这些 panic,不过这比较麻烦,较少见。

未来会如何

Go 社区对 Go 语言未来的错误处理机制非常关心,因为 Go1 已经米已成炊,希望在 Go2 上解决错误处理机制的问题。

期望 Go2 核心要处理的包含如下几点(#40432):

对于 Go2,我们希望使错误检查更加轻便,减少专门用于错误检查的 Go 程序代码的数量。我们还想让写错误处理更方便,减少程序员花时间写错误处理的可能性。

错误检查和错误处理都必须保持明确,即在程序文本中可见。我们不希望重复异常处理的陷阱。

现有的代码必须继续工作,并保持与现在一样的有效性。任何改变都必须与现有的代码相互配合。

为此,许多人提过不少新的提案...很可惜,截止 2021.08 月底为止,有许多人试图改变语言层面以达到这些目标,但没有一个新的提案被接受。

现在也有许多变更并入 Go2 提案,主要是 error-handling 方面的优化。

大家有兴趣可以看看我之前写的:《先睹为快,Go2 Error 的挣扎之路》,相信能给你带来不少新知识。

总结

看到这里,我们不由得想到。为什么,为什么在 21 世纪前者已经有了这么多优秀的语言,Go 语言的错误处理机制依然这么的难抉择?

显然 Go 语言的开发团队是有自己的设计哲学和思想的,否则 “less is more” 也不会如此广泛流传。设身处地的理解 Go 官方的想法,而不是一味地单向理解,会对我们未来的编程之路更好。

当然,这存在着一系列既要也要的问题,不好处理。欢迎大家关注煎鱼,后续我们也可以面向 Go 后续的错误处理持续的关注和讨论!

参考资料

[1]proposal: Go 2: use keywords throw, catch, and guard to handle errors: https://github.com/golang/go/issues/40583

[2]Error Handling — Problem Overview: https://go.googlesource.com/proposal/+/master/design/go2draft-error-handling-overview.md

[3]language: Go 2: error handling meta issue: https://github.com/golang/go/issues/40432

[4]深入理解 Go panic and recover: https://eddycjy.com/posts/go/panic/2019-05-21-panic-and-recover/

[5]proposal: spec: allow fatal panic handler: https://github.com/golang/go/issues/32333

[6]No way to catch errors from goroutines automatically: https://github.com/golang/go/issues/20161

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/Ey-yqIq__wpaLTlBAOHjxg

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