面试题：Node.js错误处理中间件在大型项目架构中的设计与应用

Question

假设你正在负责一个大型Node.js前端项目的架构设计，需要设计一套错误处理中间件。请描述该中间件的设计思路，包括如何捕获不同层级（路由层、业务逻辑层等）的错误，如何对错误进行分类处理并返回合适的HTTP状态码，以及如何与项目中的日志系统集成以便于错误排查。

Answer 1

1. 捕获不同层级错误

• 路由层：利用 Express 等框架提供的错误处理机制，在路由定义时，通过next函数将错误传递到全局错误处理中间件。例如在 Express 中，在路由处理函数内如果发生错误，可以这样处理：

app.get('/example', (req, res, next) => {
    try {
        // 业务逻辑
        throw new Error('路由层错误');
    } catch (error) {
        next(error);
    }
});

• 业务逻辑层：在业务逻辑模块中，使用try - catch块捕获可能出现的错误，并将其包装成合适的格式再抛出，以便上层捕获处理。例如：

function businessLogic() {
    try {
        // 复杂业务逻辑
        throw new Error('业务逻辑层错误');
    } catch (error) {
        throw new CustomError('业务逻辑层错误', error);
    }
}

2. 错误分类处理与返回 HTTP 状态码

• 定义错误类型：创建不同的错误类，继承自内置的Error类，用于区分不同类型的错误。例如：

class BadRequestError extends Error {
    constructor(message) {
        super(message);
        this.name = 'BadRequestError';
        this.statusCode = 400;
    }
}
class InternalServerError extends Error {
    constructor(message) {
        super(message);
        this.name = 'InternalServerError';
        this.statusCode = 500;
    }
}

• 全局错误处理中间件：在全局错误处理中间件中，根据错误类型返回相应的 HTTP 状态码。例如在 Express 中：

app.use((error, req, res, next) => {
    if (error instanceof BadRequestError) {
        res.status(error.statusCode).json({ error: error.message });
    } else if (error instanceof InternalServerError) {
        res.status(error.statusCode).json({ error: '服务器内部错误' });
    } else {
        res.status(500).json({ error: '未知错误' });
    }
});

3. 与日志系统集成

• 选择日志库：例如使用winston作为日志库。安装winston后进行如下配置：

const winston = require('winston');

const logger = winston.createLogger({
    level: 'error',
    format: winston.format.json(),
    transports: [
        new winston.transport.Console(),
        new winston.transport.File({ filename: 'error.log' })
    ]
});

• 在错误处理中记录日志：在全局错误处理中间件中，使用日志库记录错误信息。例如：

app.use((error, req, res, next) => {
    logger.error({
        message: error.message,
        stack: error.stack,
        statusCode: error.statusCode || 500,
        requestUrl: req.url
    });
    // 错误分类处理并返回 HTTP 状态码的逻辑
});