JavaScript中出現的錯誤處理方式

JavaScript的事件驅動範式增添了豐富的語言，也是讓使用JavaScript程式設計變得更加多元。如果將瀏覽器設想為JavaScript的事件驅動工具，那麼當錯誤發生時，某個事件就會被拋出。理論上可以認為這些發生的錯誤只是JavaScript中的簡單事件。

本文將會討論客戶端JavaScript中的錯誤處理。主要介紹JavaScript中的易犯錯、錯誤處理、非同步程式碼編寫等內容。

下面就讓我們一起看看如何正確處理JavaScript中的錯誤。

Demo示範

本文中使用的demo可以在GitHub上找到，運行之後會是這樣的頁面：

##每個按鈕都會引發一個“錯誤（Exception）”，同時這個錯誤會模擬出一個被拋出的異常TypeError。下面是模組的定義：

// scripts/error.js
function error() {
 var foo = {};
 return foo.bar();
}

首先，這個函數宣告了一個空物件foo。需要注意的是，bar( )未在任何地方定義。接下來驗證這個單元測試是否會引發「錯誤」：

// tests/scripts/errorTest.js
it('throws a TypeError', function () {
 should.throws(error, TypeError);
});

這個單元測試在Mocha中，同時在 Should.js中有測試宣告。 Mocha是測試運行工具，而Should.js是斷言函式庫。這個單元測試運行在Node上，不需要使用瀏覽器。

error( )定義一個空對象，然後嘗試存取一個方法。因為bar( )在物件內不存在，所以就會引發異常。這種發生在像JavaScript這樣的動態語言上的錯誤，每個人可能都會遇到！

錯誤處理（一）

透過以下程式碼，對上述錯誤進行處理：

// scripts/badHandler.js
function badHandler(fn) {
 try {
  return fn();
 } catch (e) { }
 return null;
}

該處理程序將fn作為輸入參數，然後fn在處理函數內部會被調用。單元測試會顯示出上述錯誤處理程序的作用：

// tests/scripts/badHandlerTest.js
it('returns a value without errors', function() {
 var fn = function() {
  return 1;
 };
 var result = badHandler(fn);
 result.should.equal(1);
});

it('returns a null with errors', function() {
 var fn = function() {
  throw new Error('random error');
 };
 var result = badHandler(fn);
 should(result).equal(null);
});

如果出現問題，錯誤處理程序就會傳回null。 fn( )回呼函數可以指向一個合法的方法或錯誤。

以下的點擊事件會繼續進行事件處理：

// scripts/badHandlerDom.js
(function (handler, bomb) {
 var badButton = document.getElementById('bad');
 if (badButton) {
  badButton.addEventListener('click', function () {
   handler(bomb);
   console.log('Imagine, getting promoted for hiding mistakes');
  });
 }
}(badHandler, error));

這種處理方式在程式碼中隱藏了一個錯誤，並且很難發現。隱藏的錯誤可能會花費好幾個小時的調試時間。尤其是在具有深度呼叫堆疊的多層解決方案中，這個錯誤會更難發現。所以這是一種很差的錯誤處理方式。

錯誤處理（二）

下面是另一個錯誤處理方式。

// scripts/uglyHandler.js
function uglyHandler(fn) {
 try {
  return fn();
 } catch (e) {
  throw new Error('a new error');
 }
}

處理例外狀況的方式如下所示：

// tests/scripts/uglyHandlerTest.js
it('returns a new error with errors', function () {
 var fn = function () {
  throw new TypeError('type error');
 };
 should.throws(function () {
  uglyHandler(fn);
 }, Error);
});

以上對錯誤的處理程序有明顯的改進。在這裡異常會呼叫堆疊進行冒泡。同時錯誤會展開堆疊，這對偵錯非常有幫助。除了拋出異常，解釋器還會沿著堆疊尋找另外的處理。這也帶來了可以從堆疊頂部處理錯誤的可能。但這還是一種較差的錯誤處理，需要我們從堆疊中一步步追溯原始的異常。

可以採用一種替代方案，用自訂的錯誤方式來結束這種較差的錯誤處理。當你在錯誤中添加更多詳細資訊時，會讓這種方法變得很有幫助。

例如：

// scripts/specifiedError.js
// Create a custom error
var SpecifiedError = function SpecifiedError(message) {
 this.name = 'SpecifiedError';
 this.message = message || '';
 this.stack = (new Error()).stack;
};
SpecifiedError.prototype = new Error();
SpecifiedError.prototype.constructor = SpecifiedError;
// scripts/uglyHandlerImproved.js
function uglyHandlerImproved(fn) {
 try {
  return fn();
 } catch (e) {
  throw new SpecifiedError(e.message);
 }
}
// tests/scripts/uglyHandlerImprovedTest.js
it('returns a specified error with errors', function () {
 var fn = function () {
  throw new TypeError('type error');
 };
 should.throws(function () {
  uglyHandlerImproved(fn);
 }, SpecifiedError);
});

指定的錯誤會新增更多詳細資訊並保留原始的錯誤訊息。有了這個改進，以上的處理不再是較差的處理方式了，而是一個清晰有用的方式。

經過了上面的處理，我們也收到了一個未處理的例外。接下來讓我們來看看瀏覽器在處理錯誤時，有什麼幫助。

展開堆疊

處理例外狀況的一種方式是在呼叫堆疊的頂端加入try...catch。

比如說：

function main(bomb) {
 try {
  bomb();
 } catch (e) {
  // Handle all the error things
 }
}

但是，瀏覽器是事件驅動的, JavaScript中的異常也是一個事件。發生異常時，解釋器會暫停執行並展開：

// scripts/errorHandlerDom.js
window.addEventListener('error', function (e) {
 var error = e.error;
 console.log(error);
});

此事件處理程序會擷取任何執行上下文中發生的錯誤。各個目標發生的錯誤事件會觸發各種類型的錯誤。這種集中在程式碼中的錯誤處理是非常激進的。你可以使用菊花鏈處理方式來處理特定的錯誤。如果你遵循SOLID原則，就可以採用單一目的錯誤處理方式。這些處理程序可以隨時進行註冊，解釋器會循環執行需要執行的處理程序。程式碼庫可以從try...catch區塊中釋放出來，這也使得調試變得容易。在JavaScript中，把錯誤處理當作事件處理很重要。

捕獲堆疊

在解決問題時，呼叫堆疊會非常有用，同時瀏覽器剛好可以提供這些資訊。雖然堆疊屬性不是標準的一部分，但是最新的瀏覽器已經可以查看這些資訊了。

下面是在伺服器上記錄錯誤的範例：

// scripts/errorAjaxHandlerDom.js
window.addEventListener('error', function (e) {
 var stack = e.error.stack;
 var message = e.error.toString();
 if (stack) {
  message += '\n' + stack;
 }
 var xhr = new XMLHttpRequest();
 xhr.open('POST', '/log', true);
 // Fire an Ajax request with error details
 xhr.send(message);
});

每個錯誤處理都具有單一目的，這樣可以保持程式碼的DRY原則（目的單一，不要重複自己原則）。

在瀏覽器中，需要將事件處理新增到DOM。這意味著如果你正在建立第三方函式庫，那麼你的事件就會與客戶端程式碼共存。 window.addEventListener( )會幫你處理，同時也不會抹去現有的事件。

這是伺服器上日誌的截圖：

可以通过命令提示符查看日志，但是Windows上，日志是非动态的。

通过日志可以清楚的看到，具体什么情况触发了什么错误。在调试时调用堆栈也会非常有用，所以不要低估调用堆栈的作用。

在JavaScript中，错误信息仅适用于单个域。因为在使用来自不用域的脚本时，将会看不到任何错误详细信息。

一种解决方案是重新抛出错误，同时保留错误消息：

一旦重新启动了错误备

try {
 return fn();
} catch (e) {
 throw new Error(e.message);
}

份，全局错误处理程序就会完成其余的工作。确保你的错误处理处在相同域中，这样会保留原始消息，堆栈和自定义错误对象。

异步处理

JavaScript在运行异步代码时，进行下面的异常处理，会产生一个问题：

// scripts/asyncHandler.js
function asyncHandler(fn) {
 try {
  // This rips the potential bomb from the current context
  setTimeout(function () {
   fn();
  }, 1);
 } catch (e) { }
}

通过单元测试来查看问题：

// tests/scripts/asyncHandlerTest.js
it('does not catch exceptions with errors', function () {
 // The bomb
 var fn = function () {
  throw new TypeError('type error');
 };
 // Check that the exception is not caught
 should.doesNotThrow(function () {
  asyncHandler(fn);
 });
});

这个异常没有被捕获，我们通过单元测试来验证。尽管代码包含了try...catch，但是try...catch语句只能在单个执行上下文中工作。当异常被抛出时，解释器已经脱离了try...catch，所以异常未被处理。Ajax调用也会发生同样的情况。

所以，一种解决方案是在异步回调中捕获异常：

setTimeout(function () {
 try {
  fn();
 } catch (e) {
  // Handle this async error
 }
}, 1);

这种做法会比较奏效，但仍有很大的改进空间。

首先，这些try...catch block在整个区域纠缠不清。事实上，V8浏览器引擎不鼓励在函数内使用try ... catch block。V8是Chrome浏览器和Node中使用的JavaScript引擎。一种做法是将try...catch block移动到调用堆栈的顶部，但这却不适用于异步代码编程。

由于全局错误处理可以在任何上下文中执行，所以如果为错误处理添加一个窗口对象，那么就能保证代码的DRY和SOLID原则。同时全局错误处理也能保证你的异步代码很干净。

以下是该异常处理在服务器上的报告内容。请注意，输出内容会根据浏览器的不同而不同。

从错误处理中可以看到，错误来自于异步代码的setTimeout( )功能。

结论

在进行错误处理时，不要隐藏问题，而应该及时发现问题，并采用各种方法追溯问题的根源以便解决问题。虽然编写代码时，时常难免会埋下错误，但是我们也无须为错误的发生过于感到羞愧，及时解决发现问题从而避免更大的问题发生，正是我们现在需要做的。

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