精读《捕获所有异步 error》

迈不过友情╰ 2022-09-11 00:09 161阅读 0赞

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成熟的产品都有较高的稳定性要求，仅前端就要做大量监控、错误上报，后端更是如此，一个未考虑的异常可能导致数据错误、服务雪崩、内存溢出等等问题，轻则每天焦头烂额的处理异常，重则引发线上故障。

假设代码逻辑没有错误，那么剩下的就是异常错误了。

由于任何服务、代码都可能存在外部调用，只要外部调用存在不确定性，代码就可能出现异常，所以捕获异常是一个非常重要的基本功。

所以本周就精读 How to avoid uncaught async errors in Javascript 这篇文章，看看 JS 如何捕获异步异常错误。

## 概述 ##

之所以要关注异步异常，是因为捕获同步异常非常简单：

try {
      ;(() => {
        throw new Error('err')
      })()
    } catch (e) {
      console.log(e) // caught
    }

但异步错误却无法被直接捕获，这不太直观：

try {
      ;(async () => {
        throw new Error('err') // uncaught
      })()
    } catch (e) {
      console.log(e)
    }

原因是异步代码并不在 `try catch` 上下文中执行，唯一的同步逻辑只有创建一个异步函数，所以异步函数内的错误无法被捕获。

要捕获 `async` 函数内的异常，可以调用 `.catch`，因为 `async` 函数返回一个 Promise：

;(async () => {
      throw new Error('err')
    })().catch((e) => {
      console.log(e) // caught
    })

当然也可以在函数体内直接用 `try catch`：

;(async () => {
      try {
        throw new Error('err')
      } catch (e) {
        console.log(e) // caught
      }
    })()

类似的，如果在循环体里捕获异常，则要使用 `Promise.all`：

try {
      await Promise.all(
        [1, 2, 3].map(async () => {
          throw new Error('err')
        })
      )
    } catch (e) {
      console.log(e) // caught
    }

也就是说 `await` 修饰的 Promise 内抛出的异常，可以被 `try catch` 捕获。

但不是说写了 `await` 就一定能捕获到异常，一种情况是 Promise 内再包含一个异步：

new Promise(() => {
      setTimeout(() => {
        throw new Error('err') // uncaught
      }, 0)
    }).catch((e) => {
      console.log(e)
    })

这个情况要用 `reject` 方式抛出异常才能被捕获：

new Promise((res, rej) => {
      setTimeout(() => {
        rej('err') // caught
      }, 0)
    }).catch((e) => {
      console.log(e)
    })

另一种情况是，这个 `await` 没有被执行到：

const wait = (ms) => new Promise((res) => setTimeout(res, ms))
    
    ;(async () => {
      try {
        const p1 = wait(3000).then(() => {
          throw new Error('err')
        }) // uncaught
        await wait(2000).then(() => {
          throw new Error('err2')
        }) // caught
        await p1
      } catch (e) {
        console.log(e)
      }
    })()

`p1` 等待 3s 后抛出异常，但因为 2s 后抛出了 `err2` 异常，中断了代码执行，所以 `await p1` 不会被执行到，导致这个异常不会被 catch 住。

而且有意思的是，如果换一个场景，提前执行了 `p1`，等 1s 后再 `await p1`，那异常就从无法捕获变成可以捕获了，这样浏览器会怎么处理？

const wait = (ms) => new Promise((res) => setTimeout(res, ms))
    
    ;(async () => {
      try {
        const p1 = wait(1000).then(() => {
          throw new Error('err')
        })
        await wait(2000)
        await p1
      } catch (e) {
        console.log(e)
      }
    })()

结论是浏览器 1s 后会抛出一个未捕获异常，但再过 1s 这个未捕获异常就消失了，变成了捕获的异常。

这个行为很奇怪，当程序复杂时很难排查，因为并行的 Promise 建议用 Promise.all 处理：

await Promise.all([
      wait(1000).then(() => {
        throw new Error('err')
      }), // p1
      wait(2000),
    ])

另外 Promise 的错误会随着 Promise 链传递，因此建议把 Promise 内多次异步行为改写为多条链的模式，在最后 `catch` 住错误。

还是之前的例子，Promise 无法捕获内部的异步错误：

new Promise((res, rej) => {
      setTimeout(() => {
        throw Error('err')
      }, 1000) // 1
    }).catch((error) => {
      console.log(error)
    })

但如果写成 Promise Chain，就可以捕获了：

new Promise((res, rej) => {
      setTimeout(res, 1000) // 1
    })
      .then((res, rej) => {
        throw Error('err')
      })
      .catch((error) => {
        console.log(error)
      })

原因是，用 Promise Chain 代替了内部多次异步嵌套，这样多个异步行为会被拆解为对应 Promise Chain 的同步行为，Promise 就可以捕获啦。

最后，DOM 事件监听内抛出的错误都无法被捕获：

document.querySelector('button').addEventListener('click', async () => {
      throw new Error('err') // uncaught
    })

同步也一样：

document.querySelector('button').addEventListener('click', () => {
      throw new Error('err') // uncaught
    })

只能通过函数体内 `try catch` 来捕获。

## 精读 ##

我们开篇提到了要监控所有异常，仅通过 `try catch`、`then` 捕获同步、异步错误还是不够的，因为这些是局部错误捕获手段，当我们无法保证所有代码都处理了异常时，需要进行全局异常监控，一般有两种方法：

*  `window.addEventListener('error')`
 *  `window.addEventListener('unhandledrejection')`

`error` 可以监听所有同步、异步的运行时错误，但无法监听语法、接口、资源加载错误。而 `unhandledrejection` 可以监听到 Promise 中抛出的，未被 `.catch` 捕获的错误。

在具体的前端框架中，也可以通过框架提供的错误监听方案解决部分问题，比如 React 的 Error Boundaries、Vue 的 error handler，一个是 UI 组件级别的，一个是全局的。

回过头来看，本身 js 提供的 `try catch` 错误捕获是非常有效的，之所以会遇到无法捕获错误的经常，大多是因为异步导致的。

然而大部分异步错误，都可以通过 `await` 的方式解决，我们唯一要注意的是，`await` 仅支持一层，或者说一条链的错误监听，比如这个例子是可以监听到错误的：

try {
      await func1()
    } catch (err) {
      // caught
    }
    
    async function func1() {
      await func2()
    }
    
    async function func2() {
      throw Error('error')
    }

也就是说，只要这一条链内都被 `await` 住了，那么最外层的 `try catch` 就能捕获异步错误。但如果有一层异步又脱离了 `await`，那么就无法捕获了：

async function func2() {
      setTimeout(() => {
        throw Error('error') // uncaught
      })
    }

针对这个问题，原文也提供了例如 `Promise.all`、链式 Promise、`.catch` 等方法解决，因此只要编写代码时注意对异步的处理，就可以用 `try catch` 捕获这些异步错误。

## 总结 ##

关于异步错误的处理，如果还有其它未考虑到的情况，欢迎留言补充。

> 讨论地址是：精读《捕获所有异步 error》· Issue \#350 · dt-fe/weekly

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