面试题：Node.js 异步编程中如何优雅地处理错误

Question

在一个复杂的 Node.js 应用中，存在多层异步调用和多个异步任务。请描述如何通过合理的错误处理机制，确保无论是单个异步操作失败，还是多个异步操作并发执行时其中某个失败，整个应用都能有恰当的错误处理和状态恢复。请举例说明，可使用 Promise、async/await 等技术。

Answer 1

1. 使用 Promise 的错误处理：
   • 单个异步操作：
     • 在 Node.js 中，许多异步操作可以用 Promise 包装。例如读取文件操作，Node.js 原生的 fs.readFile 是基于回调的，我们可以将其包装成 Promise。

     const fs = require('fs');
     const { promisify } = require('util');
     const readFile = promisify(fs.readFile);
     
     readFile('nonexistentfile.txt', 'utf8')
      .then(data => {
           console.log(data);
       })
      .catch(err => {
           console.error('读取文件失败:', err);
           // 这里可以进行状态恢复操作，比如记录日志，尝试其他文件读取路径等
       });
     

   • 多个异步操作并发执行：
     • 使用 Promise.all 来处理多个异步任务并发执行。假设我们有多个文件读取任务。

     const fs = require('fs');
     const { promisify } = require('util');
     const readFile = promisify(fs.readFile);
     
     const filePaths = ['file1.txt', 'nonexistentfile.txt', 'file3.txt'];
     const promises = filePaths.map(path => readFile(path, 'utf8'));
     
     Promise.all(promises)
      .then(data => {
           console.log('所有文件读取成功:', data);
       })
      .catch(err => {
           console.error('其中一个文件读取失败:', err);
           // 进行状态恢复，比如记录失败的文件路径，尝试重新读取等
       });
     

2. 使用 async/await 的错误处理：
   • 单个异步操作：

     const fs = require('fs');
     const { promisify } = require('util');
     const readFile = promisify(fs.readFile);
     
     async function readSingleFile() {
         try {
             const data = await readFile('nonexistentfile.txt', 'utf8');
             console.log(data);
         } catch (err) {
             console.error('读取文件失败:', err);
             // 进行状态恢复操作
         }
     }
     
     readSingleFile();
     

   • 多个异步操作并发执行：

     const fs = require('fs');
     const { promisify } = require('util');
     const readFile = promisify(fs.readFile);
     
     async function readMultipleFiles() {
         const filePaths = ['file1.txt', 'nonexistentfile.txt', 'file3.txt'];
         const promises = filePaths.map(path => readFile(path, 'utf8'));
         try {
             const data = await Promise.all(promises);
             console.log('所有文件读取成功:', data);
         } catch (err) {
             console.error('其中一个文件读取失败:', err);
             // 进行状态恢复操作
         }
     }
     
     readMultipleFiles();
     

通过 try - catch 块（在 async/await 中）或者 .catch 方法（在 Promise 链中），我们可以捕获异步操作中的错误，并进行相应的错误处理和状态恢复。在状态恢复时，可以根据具体业务需求，例如记录错误日志、尝试重试操作、回滚部分操作等。