3、异常处理和单元测试

错误处理

Go语言的错误处理思想及设计包含以下特征：

一个可能造成错误的函数，需要返回值中返回一个错误接口（error），如果调用是成功的，错误接口将返回 nil，否则返回错误。
在函数调用后需要检查错误，如果发生错误，则进行必要的错误处理。

Go语言没有类似Java或.NET中的异常处理机制，虽然可以使用 defer、panic、recover 模拟，但官方并不主张这样做，Go语言的设计者认为其他语言的异常机制已被过度使用，上层逻辑需要为函数发生的异常付出太多的资源，同时，如果函数使用者觉得错误处理很麻烦而忽略错误，那么程序将在不可预知的时刻崩溃。

Go语言希望开发者将错误处理视为正常开发必须实现的环节，正确地处理每一个可能发生错误的函数，同时，Go语言使用返回值返回错误的机制，也能大幅降低编译器、运行时处理错误的复杂度，让开发者真正地掌握错误的处理。

error接口的定义格式

type error interface {
    Error() string
}

实现Error() string格式方法的结构体，即可自定义error类型，Error()方法返回错误的具体描述。

简单使用

Go语言提供了errors包，对error接口进行了简单实现，源码中具体实现如下

// New returns an error that formats as the given text.
// Each call to New returns a distinct error value even if the text is identical.
func New(text string) error {
	return &errorString{text}
}

// errorString is a trivial implementation of error.
type errorString struct {
	s string
}

func (e *errorString) Error() string {
	return e.s
}

使用方法如下

package main

import (
	"errors"
	"fmt"
)

func main() {
	e := errors.New("this is a error")
	fmt.Println(e) // this is a error
}

自定义错误

package main

import "fmt"

// 自定义文件解析错误类型
type FileParseError struct {
	// 文件名
	FileName string
	// 行号
	Line int
}

// 实现error接口的Error方法，定义错误返回描述
func (f *FileParseError) Error() string {
	return fmt.Sprintf("Error in line %d of file : %s\n", f.Line, f.FileName)
}

// 新建文件解析错误
func NewFileParseError(fileName string, line int) error {
	return &FileParseError{fileName, line}
}

func main() {
	// 模拟在文件test.txt的18行发生错误
	err := NewFileParseError("test.txt", 18)
	fmt.Println(err) // Error in line 18 of file : test.txt
}

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（可以先理解成线程）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() 的参数以及函数调用的堆栈跟踪信息， panic() 的参数通常是某种错误信息。

虽然Go语言的 panic 机制类似于其他语言的异常，但 panic 的适用场景有一些不同，由于panic 会引起程序的崩溃，因此 panic 一般用于严重错误，如程序内部的逻辑不一致。任何崩溃都表明了我们的代码中可能存在漏洞，所以对于大部分漏洞，我们应该使用Go语言提供的错误机制，而不是 panic。

触发宕机

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

由于函数ff()中触发了panic()所以程序宕机中断，后面的代码也不会被执行了

package main

import "fmt"

func main() {
	ff()
	fmt.Println("CC")
}

func ff() {
	fmt.Println("AA")
	panic("Test Panic")
	fmt.Println("BB")
}

/*
AA
panic: Test Panic

goroutine 1 [running]:
main.ff()
	/Users/yanggang/Desktop/helloworld/main.go:12 +0x68
main.main()
	/Users/yanggang/Desktop/helloworld/main.go:6 +0x1c
exit status 2
*/

宕机恢复（recover）

recover() 是一个Go语言的内建函数，可以让进入宕机流程中的 goroutine 恢复过来，recover仅在延迟函数defer中直接调用才有效，在正常的执行过程中，调用 recover 会返回 nil 并且没有其他任何效果，如果当前的 goroutine 陷入panic，调用 recover 可以捕获到 panic 的输入值，并且恢复正常的执行。

注意：通常来说，不应该对进入 panic 宕机的程序做任何处理，但有时，需要我们可以从宕机中恢复，至少我们可以在程序崩溃前，做一些操作。举个例子，当 web 服务器遇到不可预料的严重问题时，在崩溃前应该将所有的连接关闭，如果不做任何处理，会使得客户端一直处于等待状态，如果 web 服务器还在开发阶段，服务器甚至可以将异常信息反馈到客户端，帮助调试。

由于函数ff()中有recover()，所以当panic发生时，会执行包含了recover()的defer语句，然后退出当前函数ff()，程序继续执行

package main

import "fmt"

func main() {
	ff()
	fmt.Println("CC")
}

func ff() {
	defer func() {
		if err := recover(); err != nil {
			fmt.Printf("has panic : %v\n", err)
		}
	}()
	fmt.Println("AA")
	panic("Test Panic")
	fmt.Println("BB")
}

/*
AA
has panic : Test Panic
CC
*/

panic 和 recover 的组合有如下特性

有 panic 没 recover，程序宕机中断。
有 panic 也有 recover（必须放在panic前才有效），程序不会宕机，执行完对应的 defer 后，从宕机点退出当前函数后继续执行。

painc和defer

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()函数前程序执行到的 defer 语句依然会在panic()前执行

package main

import "fmt"

func main() {
	fmt.Println("start")
	defer fmt.Println("AA")
	defer fmt.Println("BB")
	panic("Test Panic")
	defer fmt.Println("CC")
}

/*
start
BB
AA
panic: Test Panic

goroutine 1 [running]:
main.main()
	/Users/yanggang/Desktop/helloworld/main.go:9 +0xe0
exit status 2
*/

单元测试

Go语言自带了 testing 测试包，可以进行自动化的单元测试，输出结果验证，并且可以测试性能。

测试规则

要开始一个单元测试，需要准备一个 go 源码文件，在命名文件时文件名必须以_test.go结尾，单元测试源码文件可以由多个测试用例（可以理解为函数）组成，每个测试用例的名称需要以 Test 为前缀

func TestXxx( t *testing.T ){
    //......
}

编写测试用例有以下几点需要注意：

测试用例文件不会参与正常源码的编译，不会被包含到可执行文件中；
测试用例的文件名必须以_test.go结尾；
需要使用 import 导入 testing 包；
测试函数的名称要以Test（单元测试）、Benchmark（性能测试）开头，后面可以跟任意字母组成的字符串，但第一个字母必须大写，例如 TestAbc()，一个测试用例文件中可以包含多个测试函数；
单元测试则以(t *testing.T)作为参数，性能测试以(t *testing.B)做为参数；
测试用例文件使用go test命令来执行，源码中不需要 main() 函数作为入口，所有以_test.go结尾的源码文件内以Test开头的函数都会自动执行。

单元测试

测试函数名需要以Test开头，并且以(t *testing.T)作为参数

main.go

package main

func Subtract(a int, b int) int {
	return a - b
}

demo_test.go

package main

import (
	"fmt"
	"testing"
)

func TestSubtract(t *testing.T) {
	fmt.Println(Subtract(1, 2))
}

运行该测试用例，得到结果

=== RUN   TestSubtract
-1
--- PASS: TestSubtract (0.00s)
PASS

性能测试

测试函数名需要以Benchmark开头，并且以(t *testing.B)作为参数

main.go

package main

func Add(a int, b int) int {
	return a + b
}

demo_test.go

package main

import (
	"fmt"
	"testing"
)

func BenchmarkCount(t *testing.B) {
	total := 0
	for i := 0; i < 10000; i++ {
		total += i
	}
	fmt.Println("total:", total)
}

运行用例，得到测试结果

goos: windows
goarch: amd64
pkg: demo
cpu: 11th Gen Intel(R) Core(TM) i5-1135G7 @ 2.40GHz
BenchmarkCount
total: 499999500000
total: 499999500000
total: 499999500000
total: 499999500000
total: 499999500000
total: 499999500000
BenchmarkCount-8        1000000000               0.0005003 ns/op
PASS

表示程序执行了1000000000次，共耗时0.0005003纳秒

错误处理

error接口的定义格式

简单使用

自定义错误

宕机（panic）

触发宕机

宕机恢复（recover）

painc和defer

单元测试

测试规则

单元测试

性能测试

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