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JS 的错误处理机制

Error 实例对象

JavaScript 解析或运行时,一旦发生错误,引擎就会抛出一个错误对象。JavaScript 原生提供 Error 构造函数,所有抛出的错误都是这个构造函数的实例。

js
var err = new Error('出错了')
err.message // "出错了"

上面代码中,我们调用 Error() 构造函数,生成一个实例对象 errError() 构造函数接受一个参数,表示错误提示,可以从实例的 message 属性读到这个参数。抛出 Error 实例对象以后,整个程序就中断在发生错误的地方,不再往下执行。

JavaScript 语言标准只提到,Error 实例对象必须有 message 属性,表示出错时的提示信息,没有提到其他属性。大多数 JavaScript 引擎,对 Error 实例还提供 namestack 属性,分别表示错误的名称和堆栈,但它们是非标准的,不是每种实现都有。

使用 namemessage 这两个属性,可以对发生什么错误有一个大概的了解:

js
if (error.name) {
  console.log(error.name + ': ' + error.message)
}

stack 属性用来查看错误发生时的堆栈:

js
function throwit() {
  throw new Error('')
}

function catchit() {
  try {
    throwit()
  } catch (e) {
    console.log(e.stack) // print stack trace
  }
}

catchit()
// Error
//    at throwit (~/examples/throwcatch.js:9:11)
//    at catchit (~/examples/throwcatch.js:3:9)
//    at repl:1:5

上面代码中,错误堆栈的最内从是 throwit 函数,然后是 catchit 函数,最后是函数的运行环境。

原生错误类型

Error 实例对象是最一般的错误类型,在它的基础上,JavaScript 还定义了其他 6 种错误对象。也就是说,存在 Error 的 6 个派生对象。

SyntaxError 对象

SyntaxError 对象是解析代码时发生的错误语法:

js
// 变量名错误
var 1a;
// Uncaught SyntaxError: Invalid or unexpected token

// 缺少括号
console.log 'hello');
// Uncaught SyntaxError: Unexpected string

上面代码的错误,都是在语法解析阶段就可以发现,所以会抛出 SyntaxError。第一个错误提示是“token 非法”,第二个错误提示是“字符串不符合要求”。

ReferenceError 对象

ReferenceError 对象是引用一个不存在的变量时发生的错误:

js
// 使用一个不存在的变量
unknownVariable
// Uncaught ReferenceError: unknownVariable is not defined

另一种触发场景是,将一个值分配给无法分配的对象,比如对函数的运行结果赋值:

js
// 等号左侧不是变量
console.log() = 1
// Uncaught ReferenceError: Invalid left-hand side in assignment

RangeError 对象

RangeError 对象是一个值超出有效范围时发生的错误。主要有几种情况,一是数组长度为负数,二是 Number 对象的方法参数超出范围,以及函数堆栈超过最大值:

js
// 数组长度不得为负数
new Array(-1)
// Uncaught RangeError: Invalid array length

TypeError 对象

TypeError 对象是变量或参数不是预期类型时发生的错误。比如,对字符串、布尔值、数值等原始类型的值使用 new 命令,就会抛出这种错误,因为 new 命令的参数应该是一个构造函数。

js
new 123()
// Uncaught TypeError: 123 is not a constructor

var obj = {}
obj.unknownMethod()
// Uncaught TypeError: obj.unknownMethod is not a function

上面代码的第二种情况,调用对象不存在的方法,也会抛出 TypeError 错误,因为 obj.unknownMethod 的值是 undefined,而不是一个函数。

URIError 对象

URIError 对象是 URI 相关函数的参数不正确时抛出的错误,主要涉及 encodeURI()decodeURI()encodeURIComponent()decodeURIComponent()escape()unescape() 这六个函数。

js
decodeURI('%2')
// URIError: URI malformed

EvalError 对象

eval 函数没有被正确执行时,会抛出 EvalError 错误。该错误类型已经不再使用了,只是为了保证与以前代码兼容,才继续保留。

总结

以上这 6 种派生错误,连同原始的 Error 对象,都是构造函数。开发者可以使用它们,手动生成错误对象的实例。这些构造函数都接受一个参数 message,代表错误提示信息。

js
var err1 = new Error('出错了!')
var err2 = new RangeError('出错了,变量超出有效范围!')
var err3 = new TypeError('出错了,变量类型无效!')

err1.message // "出错了!"
err2.message // "出错了,变量超出有效范围!"
err3.message // "出错了,变量类型无效!"

自定义错误

除了 JavaScript 原生提供的七种错误对象,还可以定义自己的错误对象:

js
function UserError(message) {
  this.message = message || '默认信息'
  this.name = 'UserError'
}

UserError.prototype = new Error()
UserError.prototype.constructor = UserError

上面代码自定义一个错误对象 UserError,让它集成 Error 对象。然后,就可以生成这种自定义类型的错误了:

js
new UserError('这是自定义的错误!')

throw 语句

throw 语句的作用是手动中断程序执行,抛出一个错误:

js
var x = -1

if (x <= 0) {
  throw new Error('x 必须为正数')
}
// Uncaught Error: x 必须为正数

上面代码中,如果变量 x 小于等于 0,就手动抛出一个错误,告诉用户 x 的值不正确,整个程序就会在这里中断执行。可以看到,throw 抛出的错误就是它的参数,这里是一个 Error 对象的实例。

throw 也可以抛出自定义错误:

js
function UserError(message) {
  this.message = message || '默认信息'
  this.name = 'UserError'
}

throw new UserError('出错了!')
// Uncaught UserError {message: "出错了!", name: "UserError"}

实际上,throw 可以抛出任何类型的值。也就是说,它的参数可以是任何值:

js
// 抛出一个字符串
throw 'Error!'
// Uncaught Error!

// 抛出一个数值
throw 42
// Uncaught 42

// 抛出一个布尔值
throw true
// Uncaught true

// 抛出一个对象
throw {
  toString: function () {
    return 'Error!'
  }
}
// Uncaught {toString: ƒ}

对于 JavaScript 引擎来说,遇到 throw 语句,程序就中止了。引擎会接收到 throw 抛出的信息,可能是一个错误实例,也可能是其他类型的值。

try...catch 结构

一旦发生错误,程序就中止执行了。JavaScript 提供了 try...catch 结构,允许对错误进行处理,选择是否往下执行:

js
try {
  throw new Error('出错了!')
} catch (e) {
  console.log(e.name + ': ' + e.message)
  console.log(e.stack)
}
// Error: 出错了!
//   at <anonymous>:3:9
//   ...

上面代码中,try 代码块抛出错误,JavaScript 引擎就立即把代码的执行转到 catch 代码块,或者说错误被 catch 代码块捕获了。catch 接受一个参数,表示 try 代码块抛出的值。

如果你不确定某些代码是否会报错,就可以把它们放在 try...catch 代码块之中,便于进一步对错误进行处理:

js
try {
  f()
} catch (e) {
  // 处理错误
}

上面代码中,如果函数 f 执行报错,就会进行 catch 代码块,接着对错误进行处理。

catch 代码块捕获错误之后,程序不会中断,会按照正常流程继续执行下去。

js
try {
  throw '出错了'
} catch (e) {
  console.log(111)
}
console.log(222)
// 111
// 222

上面代码中,try 代码块抛出的错误,被 catch 代码块捕获后,程序会继续向下执行。

catch 代码块之中,还可以再抛出错误,甚至使用嵌套的 try...catch 结构:

js
var n = 100

try {
  throw n
} catch (e) {
  if (e <= 50) {
    // ...
  } else {
    throw e
  }
}
// Uncaught 100

为了捕获不同类型的错误,catch 代码块之中可以加入判断语句:

js
try {
  foo.bar()
} catch (e) {
  if (e instanceof EvalError) {
    console.log(e.name + ': ' + e.message)
  } else if (e instanceof RangeError) {
    console.log(e.name + ': ' + e.message)
  }
  // ...
}

上面代码会判断错误类型,进行不同的处理。

finally 代码块

try...catch 结构允许在最后添加一个 finally 代码块,表示不管是否出现错误,都必须在最后运行的语句。

js
function cleansUp() {
  try {
    throw new Error('出错了……')
    console.log('此行不会执行')
  } finally {
    console.log('完成清理工作')
  }
}

cleansUp()
// 完成清理工作
// Uncaught Error: 出错了……
//    at cleansUp (<anonymous>:3:11)
//    at <anonymous>:10:1

上面代码中,由于没有 catch 语句块,一旦发生错误,代码就会中断执行。中断执行之前,会先执行 finally 代码块,然后再向用户提示报错信息。

js
function idle(x) {
  try {
    console.log(x)
    return 'result'
  } finally {
    console.log('FINALLY')
  }
}

idle('hello')
// hello
// FINALLY

上面代码中,try 代码块没有发生错误,而且还包括 return 语句,但是 finally 代码块依然会执行。而且,这个函数的返回值还是 result

下面的例子说明,return 语句的执行是排在 finally 代码之前,只是等 finally 代码执行完毕后才返回:

js
var count = 0;
function countUp() {
  try {
    return count;
  } finally {
    count++;
  }
}

countUp()
// 0
count
// 1

下面是 finally 代码块用法的典型场景:

js
openFile();

try {
  writeFile(Data);
} catch(e) {
  handleError(e);
} finally {
  closeFile();
}

首先打开一个文件,然后在 try 代码块中写入文件,如果没有发生错误,则运行 finally 代码块关闭文件;一旦发生错误,则先使用 catch 代码块处理错误,再使用 finally 代码块关闭文件。

下面的例子充分反映了 try...catch...finally 这三者之间的执行顺序:

js
function f() {
  try {
    console.log(0);
    throw 'bug';
  } catch(e) {
    console.log(1);
    return true; // 这句原本会延迟到 finally 代码块结束再执行
    console.log(2); // 不会运行
  } finally {
    console.log(3);
    return false; // 这句会覆盖掉前面那句 return
    console.log(4); // 不会运行
  }

  console.log(5); // 不会运行
}

var result = f();
// 0
// 1
// 3

result
// false

catch 代码块之中,触发转入 finally 代码块的标志,不仅有 return 语句,还有 throw 语句:

js
function f() {
  try {
    throw '出错了!';
  } catch(e) {
    console.log('捕捉到内部错误');
    throw e; // 这句原本会等到finally结束再执行
  } finally {
    return false; // 直接返回
  }
}

try {
  f();
} catch(e) {
  // 此处不会执行
  console.log('caught outer "bogus"');
}

//  捕捉到内部错误

上面代码中,进入 catch 代码块之后,一遇到 throw 语句,就会去执行 finally 代码块,其中有 return false 语句,因此就直接返回了,不再会回去执行 catch 代码块剩下的部分了。

try 代码块内部,还可以再使用 try 代码块:

js
try {
  try {
    consle.log('Hello world!'); // 报错
  }
  finally {
    console.log('Finally');
  }
  console.log('Will I run?');
} catch(error) {
  console.error(error.message);
}
// Finally
// consle is not defined

上面代码中,try 里面还有一个 try。内层的 try 报错(consle 拼错了),这时会执行内层的 finally 代码块,然后抛出错误,被外层的 catch 捕获。