09-异常处理 panic 和 recover

异常处理相关的两个内置函数 panic() 和 recover()，这两个内置函数可以用来处理 Go 程序运行时发生的错误。panic() 函数用于主动抛出错误，recover() 函数用于捕获 panic() 抛出的错误。

宕机（panic）

Go 语言的类型系统会在编译时捕获很多错误，但有些错误只能在运行时检查，如数组访问越界、空指针引用等，这些运行时错误会引起宕机。

一般而言，当宕机发生时，程序会中断运行，并立即执行在该 goroutine（线程）中被延迟的函数（defer机制），随后，程序崩溃并输出日志信息。日志信息包括 panic value 和函数调用的堆栈跟踪信息，panic value 通常是某种错误信息。

引发宕机有如下两种情况：

• 程序主动调用 panic() 函数，这样开发者可以及时发现错误，同时减少可能的损失。Go 语言程序在宕机时，会将堆栈和 goroutine 信息输出到控制台，所以，宕机也可以方便地确定发生错误的位置
• 程序产生运行时错误，由运行时检测并抛出。

发生 panic 后，程序会从调用 panic 的函数位置或发生 panic 的地方立即返回，逐层向上执行函数的 defer 语句，然后逐层打印函数调用堆栈，直到被 recover 捕获或运行到最外层函数而退出。

panic 的参数是一个空接口类型 interface{}，所以，任意类型的变量都可以传递给 panic。panic() 函数的声明如下：

func panic(v interface{})  //panic()的参数可以是任意类型

调用 panic 的方法非常简单，即 panic (xxx)。例如：

package main
func main() {
    panic("crash")
}

panic 不但可以在函数正常流程中抛出，在 defer 逻辑中也可以再次调用 panic 或抛出 panic。defer 中的 panic 能够被后续执行的 defer 捕获。

当 panic() 触发的宕机发生时，panic() 后面的代码将不会被运行，但是在 panic() 函数前面已经运行过的 defer 语句依然会在宕机发生时发生作用，例如：

package main
import "fmt"
func main() {
    defer fmt.Println("宕机后要做的事情1")  // 运行
    defer fmt.Println("宕机后要做的事情2")  // 运行
    panic("宕机")
    defer fmt.Println("宕机后要做的事情3")  // 不运行
}

运行结果如下所示：

宕机后要做的事情2
宕机后要做的事情1
panic: 宕机

goroutine 1 [running]:
main.main()
        /Users/fenglepeng1/code/test/panic_t.go:14 +0x90

宕机前，defer 语句会被优先执行，由于第 5 行的 defer 后执行，因此在宕机前，这个 defer 会优先处理，随后才是第 4 行的 defer 对应的语句，这个特性可以用来在宕机发生前进行宕机信息处理。

宕机恢复（recover）

无论代码运行错误是由 Runtime 层抛出的 panic 崩溃，还是主动触发的 panic 崩溃，都可以配合 defer 和 recover 实现错误的捕捉和恢复，让代码发生崩溃后允许继续运行。

recover() 函数用来捕获 panic，阻止 panic 继续向上传递。recover() 函数可以和 defer 语句一起使用，但 recover() 函数只有在 defer 后面的函数体内被直接调用才能捕获 panic 终止异常，否则会返回 nil，异常继续向外传递。

可以有连续多个 panic 被抛出，连续多个被抛出的场景只能出现在延迟调用中。虽然有多个 panic 被抛出，但是只有最后一次的 panic 才能被捕获，例如：

package main
import "fmt"
func main() {
   defer func() {
       if err := recover(); err != nil {
           fmt.Println(err)
       }
   }()
   //只有最后一次的panic调用能够被捕获
   defer func() {
       panic("first defer panic")
   }()
   defer func() {
       panic("second defer panic")
   }()
   panic("main body panic")
}

运行结果为：

first defer panic

包中 init() 函数引发的 panic 只能在 init() 函数中捕获，在 main() 函数中无法被捕获，这是因为 init() 函数优先于 main() 函数执行。

函数并不能捕获内部新启动的 goroutine 所抛出的 panic，例如：

package main
import (
   "fmt"
   "time"
)
func do() {
   //这里并不能捕获da函数中的panic
   defer func() {
       if err := recover(); err != nil {
         fmt.Println(err)
       }
   }()
   go da()
   go db()
   time.Sleep(3 * time.Second)
}
func da() {
   panic("panic da")
   for i := 0; i < 10; i++ {
       fmt.Println(i)
   }
}
func db() {
   for i := 0; i < 10; i++ {
       fmt.Println(i)
   }
}

panic 和 recover 的关系如下：

• 有 panic 没 recover，程序宕机；
• 有 panic 也有 recover，程序不会宕机，执行完对应的 defer 语句后，从宕机点退出当前函数后继续执行。

Reference

• https://c.biancheng.net/view/f03pyug.html
• https://draven.co/golang/docs/part2-foundation/ch05-keyword/golang-panic-recover/