用Go語言異常機(jī)制模擬TryCatch異常捕捉

有的同學(xué)看到Go和TryCatch一起出現(xiàn)，心里可能會(huì)說，難道Go語言升級(jí)了，加入了try...catch語句。哈哈，其實(shí)Go語言從創(chuàng)建之初就沒打算加入try...catch語句，因?yàn)閯?chuàng)建Go的那幫大爺認(rèn)為try...catch挺煩人的，如果濫用，會(huì)造成程序混亂，所以就不打算加入try...catch（以后加不加入不好說）。

既然Go語言中并沒有try...catch語句，那么為何文章標(biāo)題說要使用TryCatch呢？其實(shí)Go語言中只是沒有try...catch語句，并不是沒有異常處理機(jī)制。Go語言中的異常處理機(jī)制就是著名的異常三劍客：panic、defer和recover。通過這3個(gè)家伙，是完全可以模擬出try...catch語句效果的，對(duì)了，后面還應(yīng)該有個(gè)finally。在正式模擬try...catch語句之前，先來回顧下Go語言中的異常處理機(jī)制是如何玩的。

Go語言中的異常處理機(jī)制

在前面提到，Go語言通過panic、defer和recover來處理異常的，那么這3個(gè)東西是什么呢？

不管是什么異常處理機(jī)制，核心的原理都是一樣的，通常來講，一個(gè)完善的異常處理機(jī)制需要由下面3部分組成。

• 拋出異常
• 處理異常的代碼段
• 獲取異常信息

下面先用Java的異常處理機(jī)制來說明這一點(diǎn)。

import java.io.IOException;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        try
        {
            boolean ioException = false;
            if (ioException) {
                throw new IOException("ioexception");
            } else {
                throw new Exception("exception");
            }
        }
        catch (IOException e) {
            System.err.println(e);
        }
        catch (Exception e) {
            System.out.println(e);
        }
        finally
        {
            System.out.println("finally");
        }
    }
}

上面的代碼是標(biāo)準(zhǔn)的Java異常處理機(jī)制，try部分的throw用于拋出異常，而catch部分的代碼段用于處理特定的異常，通過catch子句的參數(shù)e可以獲取異常信息。所以對(duì)于Java來說，上述的3個(gè)異常重要的組成部分都有。

對(duì)于Go語言來說，panic、defer和recover也分別對(duì)應(yīng)了這3部分。其中panic是一個(gè)函數(shù)，用于拋出異常，相當(dāng)于Java中的throw函數(shù)。defer是一個(gè)關(guān)鍵字，用于修飾函數(shù)，用defer修飾的函數(shù)，在拋出異常時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用。recover是一個(gè)函數(shù)，用于獲取異常信息，通常在用defer修飾的函數(shù)中使用。

下面是一段用Go語言處理異常的代碼。

package main

import "fmt"

func main(){
    //  處理異常的函數(shù)
    defer func(){
        fmt.Println("開始處理異常")
        // 獲取異常信息
        if err:=recover();err!=nil{
            //  輸出異常信息
            fmt.Println("error:",err)
        }
        fmt.Println("結(jié)束異常處理")
    }()
    exceptionFun()
}

func exceptionFun(){
    fmt.Println("exceptionFun開始執(zhí)行")
    panic("異常信息")
    fmt.Println("exceptionFun執(zhí)行結(jié)束")
}

實(shí)現(xiàn)Go版的TryCatch

現(xiàn)在已經(jīng)了解了Go語言的異常處理機(jī)制，那么接下來使用異常處理機(jī)制來模擬try...catch...finally語句。

現(xiàn)在來分析一下如果模擬。模擬的過程需要完成下面的工作。

• try、catch和finally這3部分都有各自的代碼段，所以為了模擬try...catch...finally，需要用3個(gè)Go函數(shù)來分別模擬try、catch和finally部分的代碼段。這3個(gè)Go函數(shù)是Try、Catch和Finally。
• 要確定這3個(gè)函數(shù)在什么地方調(diào)用。Try是正常執(zhí)行的代碼，所以在要首先調(diào)用Try函數(shù)。而Catch函數(shù)只有在拋出異常時(shí)調(diào)用，所以應(yīng)該在用defer修飾的函數(shù)中調(diào)用，而且需要在Catch函數(shù)中獲取異常信息，所以應(yīng)該在使用cover函數(shù)獲取異常信息后再調(diào)用Catch函數(shù)，通常會(huì)將異常信息直接作為參數(shù)傳遞給Catch函數(shù)。不管是否拋出異常，F(xiàn)inally函數(shù)都必須調(diào)用，所以應(yīng)該用defer修飾Finally函數(shù)，而且是第1個(gè)用defer修飾的函數(shù)。這樣，在當(dāng)前函數(shù)結(jié)束之前一定剛回調(diào)用Finally函數(shù)。
• 觸發(fā)異常，這就非常簡(jiǎn)單了，直接用panic函數(shù)即可。

上面清楚地描述了用Go語言的異常處理機(jī)制模擬try...catch...finally語句的基本原理，下面給出完整的實(shí)現(xiàn)代碼。

package main
import (
"fmt"
)
type ExceptionStruct struct {
    Try     func()
    Catch   func(Exception)
    Finally func()
}
type Exception interface{}
func Throw(up Exception) {
    panic(up)
}
func (this ExceptionStruct) Do() {
    if this.Finally != nil {

        defer this.Finally()
    }
    if this.Catch != nil {
        defer func() {
            if e := recover(); e != nil {
                this.Catch(e)
            }
        }()
    }
    this.Try()
}

func main() {
    fmt.Println("開始執(zhí)行...")
    ExceptionStruct{
        Try: func() {
            fmt.Println("try...")
            Throw("發(fā)生了錯(cuò)誤")
        },
        Catch: func(e Exception) {
            fmt.Printf("exception %v\n", e)
        },
        Finally: func() {
            fmt.Println("Finally...")
        },
    }.Do()
    fmt.Println("結(jié)束運(yùn)行")
}

上面的代碼將Try、Catch、Finally函數(shù)都封裝在了ExceptionStruct結(jié)構(gòu)體中。然后調(diào)用方式就與前面的描述的一致了。執(zhí)行這段代碼，會(huì)輸出如下圖的信息。

增強(qiáng)版的TryCatch

到現(xiàn)在為止，其實(shí)已經(jīng)完整地實(shí)現(xiàn)了try...catch...finally語句，但細(xì)心的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)實(shí)現(xiàn)有一點(diǎn)小問題。通常的try...catch...finally語句，try部分有且只有1個(gè)，finally部分是可選的，但最多只能有1個(gè)，而catch部分也是可選的，可以有0到n個(gè)，也就是catch部分可以有任意多個(gè)。但前面的實(shí)現(xiàn)，Catch函數(shù)只能指定一個(gè)，如果要指定任意多個(gè)應(yīng)該如何做呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單，用一個(gè)Catch函數(shù)集合保存所有指定的Catch函數(shù)即可。不過需要快速定位某一個(gè)Catch函數(shù)。在Java中，是通過異常類型（如IOException、Exception等）定位特定的catch子句的，我們也可以模擬這一過程，通過特定的異常來定位與該異常對(duì)應(yīng)的Catch函數(shù)，為了方便，可以用int類型的異常代碼。那么在調(diào)用Catch函數(shù)之前，就需要通過異常代碼先定位到某一個(gè)Catch函數(shù)，然后再調(diào)用。下面就是完整的實(shí)現(xiàn)代碼。

package main

import (
    "log"
)

type Exception struct {
    Id int       // exception id
    Msg string   // exception msg
}

type TryStruct struct {
    catches map[int]ExceptionHandler
    try   func()
}

func Try(tryHandler func()) *TryStruct {
    tryStruct := TryStruct{
        catches: make(map[int]ExceptionHandler),
        try: tryHandler,
    }
    return &tryStruct
}

type ExceptionHandler func(Exception)

func (this *TryStruct) Catch(exceptionId int, catch func(Exception)) *TryStruct {
    this.catches[exceptionId] = catch
    return this
}

func (this *TryStruct) Finally(finally func()) {
    defer func() {
        if e := recover(); nil != e {

            exception := e.(Exception)

            if catch, ok := this.catches[exception.Id]; ok {            
                catch(exception)
            }

            finally()
        }
    }()

    this.try()
}

func Throw(id int, msg string) Exception {
    panic(Exception{id,msg})
}

func main() {

    exception.Try(func() {
        log.Println("try...")
               //  指定了異常代碼為2，錯(cuò)誤信息為error2
        exception.Throw(2,"error2")
    }).Catch(1, func(e exception.Exception) {
        log.Println(e.Id,e.Msg)
    }).Catch(2, func(e exception.Exception) {
        log.Println(e.Id,e.Msg)
    }).Finally(func() {
        log.Println("finally")
    })
}

執(zhí)行結(jié)果如下圖所示。

這個(gè)實(shí)現(xiàn)與Java中的try...catch...finally的唯一區(qū)別就是必須要調(diào)用Finally函數(shù)，因?yàn)樘幚懋惓５拇a都在Finally函數(shù)中。不過這并不影響使用，如果finally部分沒什么需要處理的，那么就設(shè)置一個(gè)空函數(shù)即可。

為了方便大家，我已經(jīng)將該實(shí)現(xiàn)封裝成了函數(shù)庫，調(diào)用代碼如下：

package main
import (
    "exception"
    "log"
)

func main() {

    exception.Try(func() {
        log.Println("try...")
        exception.Throw(2,"error2")
    }).Catch(1, func(e exception.Exception) {
        log.Println(e.Id,e.Msg)
    }).Catch(2, func(e exception.Exception) {
        log.Println(e.Id,e.Msg)
    }).Finally(func() {
        log.Println("finally")
    })
}

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