Go语言error的设计理念及背景演化详解

背景

作为一门相对新兴的语言，Go 可以说是站在巨人的肩膀上。从 Go 语法上，我们可以看出设计者对其有许多严肃的思考。其中 Error 的处理就是极具标志性的一项。

值得注意的是，Go 中的 Error 一直是一个有争议的内容。很多议案不断的提出又推翻，即便是官方的 error 库也在多个版本中不断迭代。本文内容基于 1.19.3 版本的 Go 编写。

各语言中 Error 的演化

想要了解 Error 在 Go 中占据话题的原因，我们需要先了解 Error 在编程语言中的演化。

C语言

C语言中开发者需要根据函数的返回值作错误判断。每个函数是单返回值，一般通过传递指针作为入参。返回值为 int 类型，表示成功或失败。

显然在这个阶段，语言设计者只单纯地把错误考虑为“异常”情况，由开发者判断函数的执行结果。这种情况下，错误中并没有太多信息。这会加重开发者对错误的处理工作。

C++

进入C++时代以后，语言带来了 exception 。错误会作为一个程序正常执行以外的一个特殊情况被抛出。而开发者可以通过 try....catch.... 对异常作特殊处理。

这种设计模式的影响很广，包括 Javascript 在内很多语言都延续了这种设计。其特点为，开发者可以知道错误在哪里抛出，但不能具体知道调用方会抛出什么异常。

Go 中 Error 的理念

在 Go 的 Error 中，我们可以看到两个 ERROR 的特点。

1. 区分 Error 和 Exception

第一点是，Go 中真正从语言设计上区分开了 Error 和 Exception。Go 的处理异常逻辑不引入 exception ，支持多参数返回，所以开发者可以很容易在函数签名中带上实现了 error interface 的对象，交由调用者处理。

通常如果一个函数返回了 value 和 error ， 开发者需要先判定 error，再利用处理 value 处理下一步逻辑。常见代码如下：

value, err := getSomething()
if err != nil{
    // 处理错误
    return
}
// 逻辑处理

另外，Go 中引入了 panic 机制，它与其他语言的 exception 不完全一样。在其他语言中，当程序抛出异常时，相当于把 exception 抛给开发者处理。而 Go 中的 panic 是专门，针对真正意外，不可恢复的情况，如索引越界、不可恢复的环境问题、栈溢出。

同时，GO 也提供了从 panic 中恢复的接口—— recover 。但这不意味着开发者应该把其当作 try... catch... 使用。而是应该当作是程序崩溃后的特殊处理的最后机会。在 Go 的设计中，panic 一旦触发，说明程序应该要退出了。但在某些业务场景下，我们可能还会有日志上报，日志打印，信息通知等操作。此时，就应该考虑使用 recover。

2.Error是一个接口

第二点是，Error 在 Go 中其实是一个普通的接口。它不仅保存着错误的信息，还提供了一系列的方式供开发者使用。因此开发者可以自行拓展，嵌套，封装新的 error ，为项目提供自定义错误模块。

由此看来，Error 在 Go 中并不像其他语言一样，是一个特殊的类型。它只是一个普通的值，开发者完全可以自己实现一套新的 Error 接口。但更多时候，官方的 errors 库已经可以覆盖绝大多数场景了。

因此， Go 的设计并不是在定义一套新的 Error 机制。而是在制定一套 Error 在代码逻辑中处理的规范。你不必完全遵守这套规范，但在各种实际开发经验总结来看，Go 的这种设计模式确实赢得了很多开发者的青睐。

示例代码：

// 创建一个error
newErr := errors.New("一个错误")
// 判断error类型
if errors.Is(newErr, fs.ErrNotExist) {
	fmt.Println("file does not exist")
} else {
	fmt.Println(err)
}

总结

Go 之所以从诞生至今，吸引了这么多的粉丝。处理语言的机制以外，更多的就是它的设计理念。而本文讲述的 error 就是其中一部分。我们在使用 Go 开发时，除了按照它推荐的规范编码至于，还应该关心、理解它的设计。只有这样，才能写出更优秀的作品。

进一步阅读 官方 errors 库文档地址：pkg.go.dev/errors