13.Go 异常

1、宕机

Go语言的类型系统会在编译时捕获很多错误，但有些错误只能在运行时检查，如数组访问越界、空指针引用等，这些运行时错误会引起宕机。

一般而言，当宕机发生时，程序会中断运行，并立即执行在该goroutine（线程）中被延迟的函数（defer机制），随后，程序崩溃并输出日志信息。日志信息包括panic value和函数调用的堆栈跟踪信息，panicvalue通常是某种错误信息。

引发宕机有如下两种情况：

程序主动调用panic()函数。
程序产生运行时错误，由运行时检测并抛出。

发生panic后，程序会从调用panic的函数位置或发生panic的地方立即返回，逐层向上执行函数的defer语句，然后逐层打印函数调用堆栈，直到被recover捕获或运行到最外层函数而退出。

panic的参数是一个空接口类型interface{}，所以，任意类型的变量都可以传递给panic。调用panic的方法非常简单，即panic (xxx)。

panic不但可以在函数正常流程中抛出，在defer逻辑中也可以再次调用panic或抛出panic。defer中的panic能够被后续执行的defer捕获。

Go语言可以在程序中手动触发宕机，让程序崩溃，这样开发者可以及时发现错误，同时减少可能的损失。

Go语言程序在宕机时，会将堆栈和goroutine信息输出到控制台，所以，宕机也可以方便地确定发生错误的位置。

func main() {
    panic("crash")
}

当panic()触发的宕机发生时，panic()后面的代码将不会被运行，但是在panic()函数前面已经运行过的defer语句依然会在宕机发生时发生作用：

func main() {
	defer fmt.Println("宕机时要做的事情1...")
	defer fmt.Println("宕机时要做的事情2...")
	panic("crash")
}

2、宕机恢复

无论代码运行错误是由Runtime层抛出的panic崩溃，还是主动触发的panic崩溃，都可以配合defer和recover实现错误的捕捉和恢复，让代码发生崩溃后允许继续运行。

recover()用来捕获panic，阻止panic继续向上传递。recover()函数可以和defer语句一起使用，但recover()函数只有在defer后面的函数体内被直接调用才能捕获panic终止异常，否则会返回nil，异常继续向外传递。

可以有连续多个panic被抛出，连续多个被抛出的场景只能出现在延迟调用中。虽然有多个panic被抛出，但是只有最后一次的panic才能被捕获：

func main() {
	defer func() {
		if err := recover(); err != nil {
			fmt.Println(err)
		}
	}()

	// 只有最后一次的panic调用能够被捕获
	defer func() {
		panic("first defer panic")
	}()

	defer func() {
		panic("second defer panic")
	}()
	panic("main body panic")
}

panic和recover的关系如下：

有panic没recover，程序宕机。
有panic也有recover，程序不会宕机，执行完对应的defer语句后，从宕机点退出当前函数后继续执行。

3、错误与处理

Go语言的错误处理过程如下：

一个可能造成错误的函数，需要返回值中返回一个错误接口，如果调用是成功的，错误接口将返回nil，否则返回错误。
在函数调用后需要检查错误，如果发生错误，则进行必要的错误处理。

a. 错误接口

error是Go语言系统声明的接口类型，语法格式：type error interface {Error() string}

所有符合Error()string格式的方法，都能实现错误接口，Error()方法返回错误的具体描述，使用者可以通过该字符串知道发生了什么错误。

Go语言内置错误接口类型error。任何类型只要实现Error() string方法，都可以传递error接口类型变量。Go语言典型的错误处理方式是将error作为函数最后一个返回值。在调用函数时，通过检测其返回的error值是否为nil来进行错误处理。

b. 自定义错误

返回错误前，需要定义会产生哪些可能的错误，在Go语言中，使用errors包进行错误的定义，格式如下：

var err = errors.New("this is an error")

错误字符串由于相对固定，一般在包作用域声明，应尽量减少在使用时直接使用errors.New返回。

errors 包：Go语言的errors中对New的定义非常简单

// 创建错误对象
func New(text string) error {
	return &errorString{text}
}

// 错误字符串
type errorString struct {
	s string
}

// 返回发生何种错误
func (e *errorString) Error() string {
	return e.s
}

第2行：将errorString结构体实例化，并赋值错误描述的成员。
第7行：声明errorString结构体，拥有一个成员，描述错误内容。
第12行：实现error接口的Error()方法，该方法返回成员中的错误描述。

在代码中使用错误定义——例如：定义一个除法函数，当除数为0时，返回一个预定义的除数为0的错误。

// 定义除数为0的错误
var errDivisionByZero = errors.New("division by zero")

func div(dividend, divisor int) (int, error) {
	// 判断除数为0的情况并返回
	if divisor == 0 {
		return 0, errDivisionByZero
	}
	// 正常计算，返回空错误
	return dividend / divisor, nil
}

func main() {
	fmt.Println(div(1, 0))
}