面试题：Go语言错误处理机制的深度剖析

Question

Go 1.13引入了`fmt.Errorf`的`%w`格式化动词用于错误包装，阐述它解决了哪些之前错误处理存在的问题，以及如何正确使用错误包装与展开。另外，结合`context`包，说明在复杂的并发场景下，如何高效且优雅地处理和传递错误。

Answer 1

1. %w 解决的之前错误处理存在的问题

• 错误信息丢失：在之前，将一个错误包装成新错误时，原始错误的信息很容易丢失。例如，通过简单的字符串拼接构造新错误 fmt.Errorf("operation failed: %v", err)，虽然包含了原始错误，但丢失了原始错误的类型和详细结构，这对于调试和区分不同类型错误很不利。
• 错误类型难以匹配：没有标准的方式来包装错误并保留原始错误类型，使得在调用栈上层难以通过 is 或 as 关键字准确地匹配和处理特定类型的原始错误。

2. 正确使用错误包装与展开

• 错误包装：使用 fmt.Errorf("%w", err) 来包装错误。例如：

func readFile() error {
    _, err := os.Open("nonexistentfile.txt")
    if err != nil {
        return fmt.Errorf("read file error: %w", err)
    }
    return nil
}

• 错误展开：
  • 使用 errors.Is 检查特定错误：用于判断包装的错误链中是否包含某个特定错误。

func main() {
    err := readFile()
    var pathError *os.PathError
    if errors.Is(err, &os.PathError{}) {
        // 处理路径相关错误
        errors.As(err, &pathError)
        fmt.Println("Path error details:", pathError.Path)
    }
}

• 使用 errors.As 获取特定类型错误：从错误链中提取特定类型的错误。

3. 结合 context 包在复杂并发场景下处理和传递错误

• 取消操作：context 包的 WithCancel、WithTimeout 等函数创建的上下文对象可用于取消或超时控制。在并发操作中，当某个操作出错需要取消其他相关操作时，通过上下文的取消信号来通知其他协程。

func worker(ctx context.Context) error {
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            return ctx.Err()
        default:
            // 执行任务
            if someErrorCondition {
                return fmt.Errorf("worker error")
            }
        }
    }
    return nil
}

• 传递错误：在不同协程间传递上下文，当一个协程出错时，将错误通过上下文或返回值传递给调用者。例如：

func main() {
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)
    defer cancel()

    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(1)
    var err error
    go func() {
        defer wg.Done()
        err = worker(ctx)
    }()

    wg.Wait()
    if err != nil {
        fmt.Println("Received error:", err)
    }
}

通过 context 包和错误包装机制，可以在复杂并发场景下高效且优雅地管理错误，确保错误能够正确传递、处理，并且在必要时能够及时取消不必要的操作。