错误处理，"try...catch"

不管你多么精通编程，有时我们的脚本总还是会出现错误。可能是因为我们的编写出错，或是与预期不同的用户输入，或是错误的服务端响应以及其他数千种原因。

通常，如果发生错误，脚本就会“死亡”（立即停止），并在控制台将错误打印出来。

但是有一种语法结构 try...catch，它使我们可以“捕获（catch）”错误，因此脚本可以执行更合理的操作，而不是死掉。

“try…catch” 语法

try...catch 结构由两部分组成：try 和 catch：

try {

  // 代码...

} catch (err) {

  // 错误捕获

}

它按照以下步骤执行：

1. 首先，执行 try {...} 中的代码。
2. 如果这里没有错误，则忽略 catch (err)：执行到 try 的末尾并跳过 catch 继续执行。
3. 如果这里出现错误，则 try 执行停止，控制流转向 catch (err) 的开头。变量 err（我们可以使用任何名称）将包含一个 error 对象，该对象包含了所发生事件的详细信息。

所以，try {...} 块内的 error 不会杀死脚本 —— 我们有机会在 catch 中处理它。

让我们来看一些例子。

• 没有 error 的例子：显示 alert (1) 和 (2)：

  try {
  
    alert('开始执行 try 中的内容');  // (1) <--
  
    // ...这里没有 error
  
    alert('try 中的内容执行完毕');   // (2) <--
  
  } catch (err) {
  
    alert('catch 被忽略，因为没有 error'); // (3)
  
  }

• 包含 error 的例子：显示 (1) 和 (3) 行的 alert 中的内容：

  try {
  
    alert('开始执行 try 中的内容');  // (1) <--
  
    lalala; // error，变量未定义！
  
    alert('try 的末尾（未执行到此处）');  // (2)
  
  } catch (err) {
  
    alert(`出现了 error！`); // (3) <--
  
  }

try {
  {{{{{{{{{{{{
} catch (err) {
  alert("引擎无法理解这段代码，它是无效的");
}

try {
  setTimeout(function() {
    noSuchVariable; // 脚本将在这里停止运行
  }, 1000);
} catch (err) {
  alert( "不工作" );
}

setTimeout(function() {
  try {
    noSuchVariable; // try...catch 处理 error 了！
  } catch {
    alert( "error 被在这里捕获了！" );
  }
}, 1000);

Error 对象

发生错误时，JavaScript 会生成一个包含有关此 error 详细信息的对象。然后将该对象作为参数传递给 catch：

try {
  // ...
} catch (err) { // <-- “error 对象”，也可以用其他参数名代替 err
  // ...
}

对于所有内建的 error，error 对象具有两个主要属性：

name

Error 名称。例如，对于一个未定义的变量，名称是 "ReferenceError"。

message

关于 error 的详细文字描述。

还有其他非标准的属性在大多数环境中可用。其中被最广泛使用和支持的是：

stack

当前的调用栈：用于调试目的的一个字符串，其中包含有关导致 error 的嵌套调用序列的信息。

例如：

try {
  lalala; // error, variable is not defined!
} catch (err) {
  alert(err.name); // ReferenceError
  alert(err.message); // lalala is not defined
  alert(err.stack); // ReferenceError: lalala is not defined at (...call stack)

  // 也可以将一个 error 作为整体显示出来
  // error 信息被转换为像 "name: message" 这样的字符串
  alert(err); // ReferenceError: lalala is not defined
}

可选的 “catch” 绑定

如果我们不需要 error 的详细信息，catch 也可以忽略它：

try {
  // ...
} catch { // <-- 没有 (err)
  // ...
}

使用 “try…catch”

让我们一起探究一下真实场景中 try...catch 的用例。

正如我们所知道的，JavaScript 支持 JSON.parse(str) 方法来解析 JSON 编码的值。

通常，它被用来解析从网络、服务器或是其他来源接收到的数据。

我们收到数据后，然后像下面这样调用 JSON.parse：

let json = '{"name":"John", "age": 30}'; // 来自服务器的数据

let user = JSON.parse(json); // 将文本表示转换成 JavaScript 对象

// 现在 user 是一个解析自 json 字符串的有自己属性的对象
alert( user.name ); // John
alert( user.age );  // 30

你可以在 JSON 方法，toJSON 一章中找到更多关于 JSON 的详细内容。

如果 json 格式错误，JSON.parse 就会生成一个 error，因此脚本就会“死亡”。

我们对此满意吗？当然不！

如果这样做，当拿到的数据出了问题，那么访问者永远都不会知道原因（除非他们打开开发者控制台）。代码执行失败却没有提示信息，这真的是很糟糕的用户体验。

让我们用 try...catch 来处理这个 error：

let json = "{ bad json }";

try {

  let user = JSON.parse(json); // <-- 当出现 error 时...
  alert( user.name ); // 不工作

} catch (err) {
  // ...执行会跳转到这里并继续执行
  alert( "很抱歉，数据有错误，我们会尝试再请求一次。" );
  alert( err.name );
  alert( err.message );
}

在这儿，我们将 catch 块仅仅用于显示信息，但我们可以做更多的事：发送一个新的网络请求，向访问者建议一个替代方案，将有关错误的信息发送给记录日志的设备，……。所有这些都比代码“死掉”好得多。

抛出我们自定义的 error

如果这个 json 在语法上是正确的，但是没有所必须的 name 属性该怎么办？

像这样：

let json = '{ "age": 30 }'; // 不完整的数据

try {

  let user = JSON.parse(json); // <-- 没有 error
  alert( user.name ); // 没有 name！

} catch (err) {
  alert( "doesn't execute" );
}

这里 JSON.parse 正常执行，但缺少 name 属性对我们来说确实是个 error。

为了统一进行 error 处理，我们将使用 throw 操作符。

“throw” 操作符

throw 操作符会生成一个 error 对象。

语法如下：

throw <error object>

技术上讲，我们可以将任何东西用作 error 对象。甚至可以是一个原始类型数据，例如数字或字符串，但最好使用对象，最好使用具有 name 和 message 属性的对象（某种程度上保持与内建 error 的兼容性）。

JavaScript 中有很多内建的标准 error 的构造器：Error，SyntaxError，ReferenceError，TypeError 等。我们也可以使用它们来创建 error 对象。

它们的语法是：

let error = new Error(message);
// 或
let error = new SyntaxError(message);
let error = new ReferenceError(message);
// ...

对于内建的 error（不是对于其他任何对象，仅仅是对于 error），name 属性刚好就是构造器的名字。message 则来自于参数（argument）。

例如：

let error = new Error("Things happen o_O");

alert(error.name); // Error
alert(error.message); // Things happen o_O

让我们来看看 JSON.parse 会生成什么样的 error：

try {
  JSON.parse("{ bad json o_O }");
} catch(err) {
  alert(err.name); // SyntaxError
  alert(err.message); // Unexpected token b in JSON at position 2
}

正如我们所看到的， 那是一个 SyntaxError。

在我们的示例中，缺少 name 属性就是一个 error，因为用户必须有一个 name。

所以，让我们抛出这个 error。

let json = '{ "age": 30 }'; // 不完整的数据

try {

  let user = JSON.parse(json); // <-- 没有 error

  if (!user.name) {
    throw new SyntaxError("数据不全：没有 name"); // (*)
  }

  alert( user.name );

} catch(err) {
  alert( "JSON Error: " + err.message ); // JSON Error: 数据不全：没有 name
}

在 (*) 标记的这一行，throw 操作符生成了包含着我们所给定的 message 的 SyntaxError，与 JavaScript 自己生成的方式相同。try 的执行立即停止，控制流转向 catch 块。

现在，catch 成为了所有 error 处理的唯一场所：对于 JSON.parse 和其他情况都适用。

再次抛出（Rethrowing）

在上面的例子中，我们使用 try...catch 来处理不正确的数据。但是在 try {...} 块中是否可能发生 另一个预料之外的 error？例如编程错误（未定义变量）或其他错误，而不仅仅是这种“不正确的数据”。

例如：

let json = '{ "age": 30 }'; // 不完整的数据

try {
  user = JSON.parse(json); // <-- 忘记在 user 前放置 "let"

  // ...
} catch (err) {
  alert("JSON Error: " + err); // JSON Error: ReferenceError: user is not defined
  // (实际上并没有 JSON Error)
}

当然，一切皆有可能！程序员也会犯错。即使是被数百万人使用了几十年的开源项目中，也可能突然被发现了一个漏洞，并导致可怕的黑客入侵。

在我们的例子中，try...catch 旨在捕获“数据不正确”的 error。但实际上，catch 会捕获到 所有 来自于 try 的 error。在这儿，它捕获到了一个预料之外的 error，但仍然抛出的是同样的 "JSON Error" 信息。这是不正确的，并且也会使代码变得更难以调试。

为了避免此类问题，我们可以采用“重新抛出”技术。规则很简单：

catch 应该只处理它知道的 error，并“抛出”所有其他 error。

“再次抛出（rethrowing）”技术可以被更详细地解释为：

1. Catch 捕获所有 error。
2. 在 catch (err) {...} 块中，我们对 error 对象 err 进行分析。
3. 如果我们不知道如何处理它，那我们就 throw err。

通常，我们可以使用 instanceof 操作符判断错误类型：

try {
  user = { /*...*/ };
} catch (err) {
  if (err instanceof ReferenceError) {
    alert('ReferenceError'); // 访问一个未定义（undefined）的变量产生了 "ReferenceError"
  }
}

我们还可以从 err.name 属性中获取错误的类名。所有原生的错误都有这个属性。另一种方式是读取 err.constructor.name。

在下面的代码中，我们使用“再次抛出”，以达到在 catch 中只处理 SyntaxError 的目的：

let json = '{ "age": 30 }'; // 不完整的数据
try {

  let user = JSON.parse(json);

  if (!user.name) {
    throw new SyntaxError("数据不全：没有 name");
  }

  blabla(); // 预料之外的 error

  alert( user.name );

} catch (err) {

  if (err instanceof SyntaxError) {
    alert( "JSON Error: " + err.message );
  } else {
    throw err; // 再次抛出 (*)
  }

}

如果 (*) 标记的这行 catch 块中的 error 从 try...catch 中“掉了出来”，那么它也可以被外部的 try...catch 结构（如果存在）捕获到，如果外部不存在这种结构，那么脚本就会被杀死。

所以，catch 块实际上只处理它知道该如何处理的 error，并“跳过”所有其他的 error。

下面这个示例演示了这种类型的 error 是如何被另外一级 try...catch 捕获的：

function readData() {
  let json = '{ "age": 30 }';

  try {
    // ...
    blabla(); // error!
  } catch (err) {
    // ...
    if (!(err instanceof SyntaxError)) {
      throw err; // 再次抛出（不知道如何处理它）
    }
  }
}

try {
  readData();
} catch (err) {
  alert( "External catch got: " + err ); // 捕获了它！
}

上面这个例子中的 readData 只知道如何处理 SyntaxError，而外部的 try...catch 知道如何处理任意的 error。

try…catch…finally

等一下，以上并不是所有内容。

try...catch 结构可能还有一个代码子句（clause）：finally。

如果它存在，它在所有情况下都会被执行：

• try 之后，如果没有 error，
• catch 之后，如果有 error。

该扩展语法如下所示：

try {
   ... 尝试执行的代码 ...
} catch (err) {
   ... 处理 error ...
} finally {
   ... 总是会执行的代码 ...
}

试试运行这段代码：

try {
  alert( 'try' );
  if (confirm('Make an error?')) BAD_CODE();
} catch (err) {
  alert( 'catch' );
} finally {
  alert( 'finally' );
}

这段代码有两种执行方式：

1. 如果你对于 “Make an error?” 的回答是 “Yes”，那么执行 try -> catch -> finally。
2. 如果你的回答是 “No”，那么执行 try -> finally。

finally 子句（clause）通常用在：当我们开始做某事的时候，希望无论出现什么情况都要完成某个任务。

例如，我们想要测量一个斐波那契数字函数 fib(n) 执行所需要花费的时间。通常，我们可以在运行它之前开始测量，并在运行完成时结束测量。但是，如果在该函数调用期间出现 error 该怎么办？特别是，下面这段 fib(n) 的实现代码在遇到负数或非整数数字时会返回一个 error。

无论如何，finally 子句都是一个结束测量的好地方。

在这儿，finally 能够保证在两种情况下都能正确地测量时间 —— 成功执行 fib 以及 fib 中出现 error 时：

let num = +prompt("输入一个正整数？", 35)

let diff, result;

function fib(n) {
  if (n < 0 || Math.trunc(n) != n) {
    throw new Error("不能是负数，并且必须是整数。");
  }
  return n <= 1 ? n : fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

let start = Date.now();

try {
  result = fib(num);
} catch (err) {
  result = 0;
} finally {
  diff = Date.now() - start;
}

alert(result || "出现了 error");

alert( `执行花费了 ${diff}ms` );

你可以通过运行上面这段代码并在 prompt 弹窗中输入 35 来进行检查 —— 代码运行正常，先执行 try 然后是 finally。如果你输入的是 -1 —— 将立即出现 error，执行将只花费 0ms。以上两种情况下的时间测量都正确地完成了。

换句话说，函数 fib 以 return 还是 throw 完成都无关紧要。在这两种情况下都会执行 finally 子句。

function func() {

  try {
    return 1;

  } catch (err) {
    /* ... */
  } finally {
    alert( 'finally' );
  }
}

alert( func() ); // 先执行 finally 中的 alert，然后执行这个 alert

function func() {
  // 开始执行需要被完成的操作（比如测量）
  try {
    // ...
  } finally {
    // 完成前面我们需要完成的那件事，即使 try 中的执行失败了
  }
}

全局 catch

设想一下，在 try...catch 结构外有一个致命的 error，然后脚本死亡了。这个 error 就像编程错误或其他可怕的事儿那样。

有什么办法可以用来应对这种情况吗？我们可能想要记录这个 error，并向用户显示某些内容（通常用户看不到错误信息）等。

规范中没有相关内容，但是代码的执行环境一般会提供这种机制，因为它确实很有用。例如，Node.JS 有 process.on("uncaughtException")。在浏览器中，我们可以将一个函数赋值给特殊的 window.onerror 属性，该函数将在发生未捕获的 error 时执行。

语法如下：

window.onerror = function(message, url, line, col, error) {
  // ...
};

message

error 信息。

url

发生 error 的脚本的 URL。

line，col

发生 error 处的代码的行号和列号。

error

error 对象。

例如：

<script>
  window.onerror = function(message, url, line, col, error) {
    alert(`${message}\n At ${line}:${col} of ${url}`);
  };

  function readData() {
    badFunc(); // 啊，出问题了！
  }

  readData();
</script>

全局错误处理程序 window.onerror 的作用通常不是恢复脚本的执行 —— 如果发生编程错误，恢复脚本的执行几乎是不可能的，它的作用是将错误信息发送给开发者。

也有针对这种情况提供 error 日志的 Web 服务，例如 https://errorception.com 或 http://www.muscula.com。

它们会像这样运行：

1. 我们注册该服务，并拿到一段 JavaScript 代码（或脚本的 URL），然后插入到页面中。
2. 该 JavaScript 脚本设置了自定义的 window.onerror 函数。
3. 当发生 error 时，它会发送一个此 error 相关的网络请求到服务提供方。
4. 我们可以登录到服务方的 Web 界面来查看这些 error。

总结

try...catch 结构允许我们处理执行过程中出现的 error。从字面上看，它允许“尝试”运行代码并“捕获”其中可能发生的 error。

语法如下：

try {
  // 执行此处代码
} catch (err) {
  // 如果发生 error，跳转至此处
  // err 是一个 error 对象
} finally {
  // 无论怎样都会在 try/catch 之后执行
}

这儿可能会没有 catch 或者没有 finally，所以 try...catch 或 try...finally 都是可用的。

Error 对象包含下列属性：

• message —— 人类可读的 error 信息。
• name —— 具有 error 名称的字符串（Error 构造器的名称）。
• stack（没有标准，但得到了很好的支持）—— Error 发生时的调用栈。

如果我们不需要 error 对象，我们可以通过使用 catch { 而不是 catch (err) { 来省略它。

我们也可以使用 throw 操作符来生成自定义的 error。从技术上讲，throw 的参数可以是任何东西，但通常是继承自内建的 Error 类的 error 对象。下一章我们会详细介绍扩展 error。

再次抛出（rethrowing）是一种错误处理的重要模式：catch 块通常期望并知道如何处理特定的 error 类型，因此它应该再次抛出它不知道的 error。

即使我们没有 try...catch，大多数执行环境也允许我们设置“全局” error 处理程序来捕获“掉出（fall out）”的 error。在浏览器中，就是 window.onerror。