Go 创始人诠释：如何对错误进行编程？

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来源公众号：脑子进煎鱼了  ID：eddycjy

已获得原公众号的授权转载

前段时间我分享了一篇文章《10+ 条 Go 官方谚语，你知道几条？》，引发了许多小伙伴的讨论。其中有一条 “Errors are values”，大家在是 “错误是值” 还是 “错误就是价值” 中反复横跳，纠结不易。

其实说这句话的 Rob Pike，他用一篇文章《Errors are values^[1]》诠释了这句谚语的意思，到底是什么？又能干什么？

今天煎鱼和大家一起学习，以下的 “我” 均代表 Rob Pike，部分观点煎鱼补充。

非常建议大家认真阅读。

背景

Go 程序员，尤其是那些刚接触该语言的程序员，经常讨论的一个问题是如何处理错误。对于以下代码片段出现的次数，谈话经常变成哀叹。

（各大平台吐槽、批判非常多，认为设计的不好等）

如下代码：

if err != nil {
    return err
}

扫描代码片段

我们最近扫描了我们能找到的所有 Go 开源项目，发现这个代码片段只在每一两页出现一次，比一些人认为的要少。

尽管如此，如果人们仍然认为必须经常输入如下代码：

if err != nil

那么一定有什么地方出了问题，而明显的目标就是 Go 语言本身（说设计的不好？）。

错误的理解

显然这是不幸的，误导的，而且很容易纠正。也许现在的情况是，刚接触 Go 的程序员会问："如何处理错误？"，学习这种 if err !=nil 的模式，然后就此打住。

在其他语言中，人们可能会使用 try-catch 块或其他类似机制来处理错误。因此，许多程序员认为，当我在以前的语言中会使用 try-catch 时，我在 Go 中只需输入 if err != nil。

随着时间的推移，Go 代码中收集了许多这样 if err != nil 的片段，结果感觉很笨拙。

错误是值

不管这种解释是否合适，很明显，这些 Go 程序员错过了关于错误的一个基本点：错误是值（Errors are values）。

值可以被编程，既然错误是值，那么错误也可以被编程。

当然，涉及错误值的常见语句是测试它是否为 nil，但是还有无数其他事情可以用错误值做，并且应用其中一些其他事情可以使您的程序更好，消除很多 if err !=nil 的样板。

如果使用死记硬背的 if 语句检查每个错误，就会出现上述提到的情况。

bufio 例子

下面是一个来自 bufio 包的 Scanner 类型的简单例子。它的 Scan 方法执行了底层的 I/O，这当然会导致一个错误。然而，Scan 方法根本没有暴露出错误。

相反，它返回一个布尔值，并在扫描结束时运行一个单独的方法，报告是否发生错误。

客户端代码看起来像这样：

scanner := bufio.NewScanner(input)
for scanner.Scan() {
    token := scanner.Text()
    // process token
}
if err := scanner.Err(); err != nil {
    // process the error
}

当然，有一个 nil 检查错误，但它只出现并执行一次。Scan 方法可以改为定义为：

func (s *Scanner) Scan() (token []byte, error)

然后，用户代码的例子可能是（取决于如何检索令牌）：

scanner := bufio.NewScanner(input)
for {
    token, err := scanner.Scan()
    if err != nil {
        return err // or maybe break
    }
    // process token
}

这并没有太大的不同，但有一个重要的区别。在这段代码中，客户端必须在每次迭代时检查错误，但在真正的 Scanner API 中，错误处理是从关键 API 元素中抽象出来的，它正在迭代令牌。

使用真正的 API，客户端的代码因此感觉更自然：循环直到完成，然后担心错误。

错误处理不会掩盖控制流程。

当然，在幕后发生的事情是，一旦 Scan 遇到 I/O 错误，它就会记录它并返回 false。当客户端询问时，一个单独的方法 Err 会报告错误值。

虽然这很微不足道，但它与在每个 if err != nil 后到处放或要求客户端检查错误是不一样的。这是用错误值编程。简单的编程，是的，但仍然是编程。

值得强调的是，无论设计如何，程序检查错误是至关重要的，无论它们暴露在哪里。这里的讨论不是关于如何避免检查错误，而是关于使用语言优雅地处理错误。

实战探讨

当我参加在东京举行的 2014 年秋季 GoCon 时，出现了重复错误检查代码的话题。一位热心的 Gopher，在 Twitter 上的名字是 @jxck_，回应了我们熟悉的关于错误检查的哀叹。

他有一些代码，从结构上看是这样的：

_, err = fd.Write(p0[a:b])
if err != nil {
    return err
}
_, err = fd.Write(p1[c:d])
if err != nil {
    return err
}
_, err = fd.Write(p2[e:f])
if err != nil {
    return err
}
// and so on

它是非常重复的。在真正的代码中，这段代码比较长，有更多的事情要做，所以不容易只是用一个辅助函数来重构这段代码，但在这种理想化的形式中，一个函数字面的关闭对错误变量会有帮助：

var err error
write := func(buf []byte) {
    if err != nil {
        return
    }
    _, err = w.Write(buf)
}
write(p0[a:b])
write(p1[c:d])
write(p2[e:f])
// and so on
if err != nil {
    return err
}

这种模式效果很好，但需要在每个执行写入的函数中关闭；单独的辅助函数使用起来比较笨拙，因为需要在调用之间维护 err 变量（尝试一下）。

我们可以通过借用上面的扫描方法的思路，使之更简洁、更通用、更可重复使用。我在我们的讨论中提到了这个技术，但是 @jxck_ 没有看到如何应用它。

经过长时间的交流，在语言不通的情况下，我问能不能借他的笔记本，打一些代码给他看。

我定义了一个名为 errWriter 的对象，如下所示：

type errWriter struct {
    w   io.Writer
    err error
}

并编写了一个方法：Write。它不需要具有标准的 Write 签名，并且部分小写以突出区别。

write 方法调用底层 Writer 的 Write 方法，并记录第一个错误以备参考：

func (ew *errWriter) write(buf []byte) {
    if ew.err != nil {
        return
    }
    _, ew.err = ew.w.Write(buf)
}

一旦发生错误，Write 方法就会变成无用功，但错误值会被保存。

鉴于 errWriter 类型和它的 Write 方法，上面的代码可以被重构为如下代码：

ew := &errWriter{w: fd}
ew.write(p0[a:b])
ew.write(p1[c:d])
ew.write(p2[e:f])
// and so on
if ew.err != nil {
    return ew.err
}

这更干净，甚至与使用闭包相比，也使实际的写入顺序更容易在页面上看到。不再有混乱。使用错误值（和接口）进行编程使代码更好。

很可能同一个包中的其他一些代码可以基于这个想法，甚至直接使用 errWriter。

另外，一旦 errWriter 存在，它可以做更多的事情来帮助，特别是在不太人性化的例子中。它可以积累字节数。它可以将写内容凝聚成一个缓冲区，然后以原子方式传输。还有更多。

事实上，这种模式经常出现在标准库中。archive/zip 和 net/http 包使用它。在这个讨论中更突出的是，bufio 包的 Writer 实际上是 errWriter 思想的一个实现。尽管 bufio.Writer.Write 返回错误，但这主要是为了尊重 io.Writer 接口。

bufio.Writer 的 Write 方法的行为就像我们上面的 errWriter.write 方法一样，Flush 会报错，所以我们的例子可以这样写：

b := bufio.NewWriter(fd)
b.Write(p0[a:b])
b.Write(p1[c:d])
b.Write(p2[e:f])
// and so on
if b.Flush() != nil {
    return b.Flush()
}

这种方法有一个明显的缺点，至少对于某些应用程序而言：没有办法知道在错误发生之前完成了多少处理。如果该信息很重要，则需要更细粒度的方法。不过，通常情况下，最后进行全有或全无检查就足够了。

总结

在本文中我们只研究了一种避免重复错误处理代码的技术。

请记住，使用 errWriter 或 bufio.Writer 并不是简化错误处理的唯一方法，而且这种方法并不适用于所有情况。

然而，关键的教训是错误是值，Go 编程语言的全部功能可用于处理它们。

使用该语言来简化您的错误处理。

但请记住：无论您做什么，都要检查您的错误！

参考资料

[1]

Errors are values: https://go.dev/blog/errors-are-values

<END>

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