Rust竟然沒有異常處理檐春？

學(xué)習(xí)Rust最好的方法，是和其他主流語言袜炕，比如Java本谜、Python進(jìn)行對比學(xué)習(xí)。不然怎么能get到它的特別呢偎窘？

error.jpg

1. 主流模式：try-catch-finally

基本上，當(dāng)你學(xué)會了某種語言的try catch溜在，對這套機(jī)制的理解就能夠遷移到其他語言上了陌知。除了C++沒有finally關(guān)鍵字外，像C#掖肋、Python仆葡、Java都有基本一致的異常處理邏輯：

用try塊包住可能會出現(xiàn)的異常；
用catch將之捕獲志笼；
finally塊統(tǒng)一處理資源的清理沿盅；

// Java
?
try{
?
}catch(FileNotFoundException f){
?
}catch(IOException i){
?
}finally{
?
}

對于自定義的函數(shù)，我們可以throw異常纫溃。

// Java
?
import java.io.*;
public class ClassName
{
 public void deposit(double amount) throws RemoteException
 {
 // Method implementation
 throw new RemoteException();
 }
 //Remainder of class definition
}

在這種異常處理系統(tǒng)中腰涧，對異常的定義是比較寬泛的：意料之外，情理之中紊浩。正是“異辰颜。”在語義上的模糊性烂斋，才產(chǎn)生了很多最佳實(shí)踐來指導(dǎo)異常的使用枫夺。從“正常到異常的程度”上江醇，大致上可以歸為4類：

0 正常：不要用異常來進(jìn)行流程控制腻窒，異常只用來處理“意外”抛腕。

這條教導(dǎo)告訴我們黔酥，如果分不清“異扯逞海”梨睁，那么至少在“正橱尥郑”的颠猴、沒有意外的流程里聋庵，絕對不要用“異常機(jī)制來代替”。否則芙粱，代碼可讀性祭玉、可維護(hù)性將是災(zāi)難。

1 人造語義異常：如果主流程中存在一個(gè)連續(xù)的“闖關(guān)”pipeline（一組按順序的調(diào)用春畔，成功執(zhí)行才能執(zhí)行下一個(gè)脱货，否則都算失敗）律姨，那么可以使用try塊來集中放置主流程代碼振峻，catch塊來集中處理失敗情況，避免if-else箭頭形代碼择份。

try {
 getSomeThing_1();
 getSomeThing_2();
 getSomeThing_3();
catch(Exception e) {
 // deal with it
}

這個(gè)技巧扣孟，和0 正常容易產(chǎn)生沖突，因?yàn)樗坪跤辛鞒炭刂频南右扇俑稀５欠彩露加欣夥锛邸＿@里的“意外”可以理解成一種語義上的“軟意外”——即不能出錯(cuò)，區(qū)別于非法字符拔创、找不到文件利诺、連接不上等”硬意外“。

2 情理中的意外剩燥，可恢復(fù)慢逾。

前面提到的非法字符、找不到文件灭红、連接不上侣滩，基本是公認(rèn)的“意外”情況，基本都使用拋出異常的方式变擒，但是這種情況君珠，通常都會進(jìn)行捕獲，并進(jìn)行恢復(fù)赁项。

3 無法意料的致命意外葛躏，不可恢復(fù)。

通常這種情況是：

Bug：邏輯錯(cuò)誤導(dǎo)致的溢出悠菜、除0舰攒；
致命錯(cuò)誤：比如Java的JVM產(chǎn)生的Error；

2. Rust的Panic悔醋！

Rust里沒有異常摩窃。

但如果非要和異常機(jī)制進(jìn)行映射，Rust可以說做的相當(dāng)決絕、非黑即白猾愿。

0 正常鹦聪，以返回值的形式。

相當(dāng)于壓縮了上一節(jié)中的0蒂秘、1泽本、2項(xiàng)。沒有什么情理中的意外姻僧，網(wǎng)絡(luò)連不上规丽、文件找不到、非法輸入撇贺，統(tǒng)統(tǒng)都用返回值的方式赌莺。

1 致命錯(cuò)誤，不可恢復(fù)松嘶，非崩不可艘狭。

一旦存在不可恢復(fù)的錯(cuò)誤，Rust使用Panic翠订！宏來終止程序（線程）巢音。一旦Panic！宏出手蕴轨，基本沒得救（panic::catch_unwind是個(gè)例外港谊，稍后說）。執(zhí)行時(shí)默認(rèn)會進(jìn)行stack unwind（棧反解）橙弱，一層層上去，直到線程的頂端燥狰。

有些情況Panic棘脐！是你的程序所依賴的庫產(chǎn)生的，比如數(shù)組越界訪問時(shí)的實(shí)現(xiàn)龙致。

另一種情況蛀缝，是你自己的程序邏輯判斷產(chǎn)生了不可恢復(fù)的錯(cuò)誤，可以手動(dòng)觸發(fā)Panic目代！宏來終止程序屈梁。Panic！的使用與throw很類似榛了。

我寫了一個(gè)小例子：打開一個(gè)文本文件在讶，在寫入之前，把它刪掉霜大，不僅沒有收到Panic构哺！，返回值錯(cuò)誤也沒有，居然寫成功了曙强〔泄眨看來，這在Rust都不算事兒碟嘴。著實(shí)讓我驚訝了一小會兒溪食。

use std::io::prelude::*;
use std::thread;
use std::time;
use std::fs::OpenOptions;
?
fn main() -> std::io::Result<()> {
 let mut f = OpenOptions::new().write(true).open("hello.txt")?;
 print!("{:?} \n", f);
?
 // on the moment, manually remove the file hello.txt
 let ten_millis = time::Duration::from_millis(10000);
 thread::sleep(ten_millis);
?
 print!("{:?} \n", f);

 let r = f.write_all(b"Hello, world!")?;
 print!("Result is {:?} \n", r);
?
 drop(f);
?
 Ok(())
}

輸出如下：

看File結(jié)構(gòu)，同一個(gè)句柄handle娜扇，但是path前后卻發(fā)生了變化错沃，文件都進(jìn)回收站了，照樣寫你袱衷！

[圖片上傳失敗...(image-c60420-1597368054919)]

3. Rust的返回值Result

前面提到了捎废，對于可恢復(fù)的錯(cuò)誤，Rust一律使用返回值來進(jìn)行檢查致燥，而且提倡采用內(nèi)置枚舉Result登疗，還在實(shí)踐層面給了一定的約束：對于返回值為Result類型的函數(shù)，調(diào)用方如果沒有進(jìn)行接收嫌蚤，編譯期會產(chǎn)生警告辐益。很多庫函數(shù)都通過Result來告知調(diào)用方執(zhí)行結(jié)果，讓調(diào)用方來決定是否嚴(yán)重到了使用Panic脱吱！的程度智政。

Result枚舉的泛型定義如下：

enum Result<T, E>{
 Ok(T),
 Err(E),
}

在Rust標(biāo)準(zhǔn)庫中，可以找到許多以Result命名的類型箱蝠，它們通常是Result泛型的特定版本续捂，比如File::open的返回值就是把T替換成了std::fs::File，把E替換成了std::io::Error宦搬。

枚舉可以攜帶某個(gè)類型的數(shù)據(jù)牙瓢，是Rust非常與眾不同的特性。

在上面的例子中间校，可能會有個(gè)疑問：并沒有看到對Result的檢查矾克？

仔細(xì)看下，機(jī)關(guān)就在于最后的那個(gè)"?"

let mut f = OpenOptions::new().write(true).open("hello.txt")?;

或許是Rust對于“需要大量的返回值檢查”的介意憔足，于是有了“?”快捷運(yùn)算符胁附。

它可以避免模板代碼。上面1行頂下面4行：

let f = OpenOptions::new().write(true).open("hello.txt")?;
let mut f = match f{
 Ok(file) => file,
 Err(e) => return Err(e),
};

4. panic::catch_unwind

最后滓彰，再來說個(gè)例外控妻，panic::catch_unwind。

先看下它的用法：

use std::panic;
?
let result = panic::catch_unwind(|| {
 println!("hello!");
});
assert!(result.is_ok());
?
let result = panic::catch_unwind(|| {
 panic!("oh no!");
});
assert!(result.is_err());

沒錯(cuò)找蜜，它的行為幾乎就是try/catch了饼暑。panic！宏也被捕獲了，程序并也沒有掛弓叛，返回了Err彰居。盡管如此，Rust的目的并不是讓它成為try/catch機(jī)制的實(shí)現(xiàn)撰筷，而是當(dāng)Rust和其他編程語言互動(dòng)時(shí)陈惰，避免其他語言代碼塊throw出異常。所以呢毕籽，錯(cuò)誤處理的正道還是用Result抬闯。

從catch_unwind的名字上，需要留意下unwind這個(gè)限定詞关筒，它意味著只有默認(rèn)進(jìn)行棧反解的panic可以被捕獲到溶握，如果是設(shè)為直接終止程序的panic，就逮不住了蒸播。

細(xì)節(jié)可進(jìn)一步參考Rust Documentation睡榆。

Rust竟然沒有異常處理塑荒？

Rust竟然沒有異常處理熄赡？

1. 主流模式：try-catch-finally

2. Rust的Panic悔醋！

3. Rust的返回值Result

4. panic::catch_unwind