利用 Golang 中的 Recover 处理错误

Golang 中的 recover 是一个鲜为人知但非常有趣和强大的功能。让我们看看它是如何工作的，以及在 Outreach.io 中如何利用它来处理 Kubernetes 中的错误。

Panic/Defer/Recover 基本上是 Golang 中对于其他编程语言中 throw/finally/catch 概念的替代品。它们有一些共同之处，但在一些重要细节上有所不同。

Defer

要充分理解 recover，我们首先需要谈论 defer 语句。defer 关键字前置于函数调用之前，使得该调用在当前函数返回之前执行。当我们在一个函数中使用多个 defer 语句时，它们按照后进先出的顺序执行，这使得创建清理逻辑变得非常容易，如下例所示：

package main

import (
    "context"
    "database/sql"
    "fmt"
)

func readRecords(ctx context.Context) error {
    db, err := sql.Open("sqlite3", "file:test.db?cache=shared&mode=memory")
    if err != nil {
        return err
    }
    defer db.Close() // 这个函数调用将在 readRecords 函数返回时第三个执行

    conn, err := db.Conn(ctx)
    if err != nil {
        return err
    }
    defer conn.Close() // 这个函数调用将在第二个执行

    rows, err := conn.QueryContext(ctx, "SELECT id FROM users")
    if err != nil {
        return err
    }
    defer rows.Close() // 这个函数调用将在第一个执行

    for rows.Next() {
        var id int64
        if err := rows.Scan(&id); err != nil {
            return err
        }
        fmt.Println("ID:", id)
    }
    return nil
}

func main() {
    readRecords(context.Background())
}

Panic

我们需要谈论的第二个主题是 panic，它是一个导致当前 goroutine 进入 panic 模式的函数。当前函数中的正常执行流程被停止，仅执行 defer 语句，然后对调用者函数执行相同的操作，因此一直冒泡到堆栈的顶部（main 函数），然后使程序崩溃。panic 可以直接调用（传递一个值作为参数），也可以由运行时错误引起。例如，由于空指针解引用：

package main

import "fmt"

func main() {
    var x *string
    fmt.Println(*x)
}
// panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

Recover

recover 是一个内建函数，它使我们有可能在发生 panic 时重新获得控制。它仅在被调用的延迟函数中产生效果。在延迟函数之外调用时，它总是返回 nil。如果我们处于 panic 模式，调用 recover 会返回传递给 panic 函数的值。基本示例：

package main

import "fmt"

func main() {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Printf("Recovered: %v\\n", r)
        }
    }()

    panic("spam, egg, sausage, and spam")
}
// Recovered: spam, egg, sausage, and spam

我们可以以同样的方式从运行时错误中恢复：

package main

import "fmt"

func main() {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Printf("Recovered: %v\\n", r)
        }
    }()

    var x *string
    fmt.Println(*x)
}
// Recovered: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

在这种情况下，recover 返回的值的类型是错误（更准确地说是 runtime.errorString）。

有一个限制：我们不能直接从 recover 块中返回值，因为在 recover 块中的 return 语句仅从延迟函数中返回，而不是从周围的函数中返回：

package main

import "fmt"

func foo() int {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Printf("Recovered: %v\\n", r)
            return 1 // "too many return values" 因为我们仅从匿名函数返回
        }
    }()

    panic("spam, egg, sausage, and spam")
}

func main() {
    x := foo()
    fmt.Println(x)
}

如果我们想要更改函数返回的值，我们需要使用命名返回值：

package main

import "fmt"

func foo() (ret int) {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Printf("Recovered: %v\\n", r)
            ret = 1
        }
    }()

    panic("spam, egg, sausage, and spam")
}

func main() {
    x := foo()
    fmt.Println("value:", x)
}
// Recovered: spam, egg, sausage, and spam
// value: 1

一个更实际的例子，将 panic 转换为普通错误的转换可能如下所示：

package main

import (
    "fmt"

    "github.com/google/uuid"
)

// processInput 尝试将输入字符串转换为 uuid.UUID
// 它将 panic 转换为错误
func processInput(input string) (u uuid.UUID, err error) {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            err = fmt.Errorf("panic: %v", r)
        }
    }()

    // 一些可能引发 panic 的逻辑（也可以是第三方逻辑），例如：
    u = uuid.MustParse(input)
    return u, nil
}

func main() {
    u, err := processInput("xxx")
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }
    fmt.Println(u)
}
// panic: uuid: Parse(xxx): invalid UUID length: 3
// 00000000-0000-0000-0000-000000000000

现在让我们尝试一些稍微

复杂的东西。假设我们在 Kubernetes 中运行，并且我们想要编写一个通用的 recover 函数，处理所有未捕获的 panic 和运行时错误，并收集它们的堆栈跟踪，以便我们可以以结构化的方式记录它们（例如，以 JSON 格式）。

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "os"

    "github.com/pkg/errors"
)

func foo() string {
    var s *string
    return *s
}

func handlePanic(r interface{}) error {
    var errWithStack error
    if err, ok := r.(error); ok {
        errWithStack = errors.WithStack(err)
    } else {
        errWithStack = errors.Errorf("%+v", r)
    }
    return errWithStack
}

func main() {
    logger := log.New(os.Stdout, "", 0)

    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            err := handlePanic(r)
            logger.Println(
                "panic occurred",
                "msg", err.Error(),
                "stack", fmt.Sprintf("%+v", err),
            )
        }
    }()

    fmt.Println(foo())
}

// 输出：
// panic occurred msg: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
// stack: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
// main.handlePanic
//        /tmp/sandbox239055659/prog.go:19
// main.main.func1...

以上就是今天的内容！recover 函数并不是 Golang 开发者的日常必备工具，但正如你所看到的，它在某些情况下非常有用。