Go的error與panic

就目前許多現代語言來說，都具備了例外處理機制，以便處理程式中的各種錯誤，對許多開發者來說，多半也習慣了與例外相處（無論愛或不愛），然而對於一門在2009年發佈的Go語言來說，卻看似神奇地走回了檢查函式傳回值是否有error的老路，熟悉例外處理的開發者，因此將目光望向panic與recover，試著將之與try-catch作個對比，來換取熟悉感……

走回古老的模式

就先來談談C語言吧！畢竟許多開發者的想法中，認為Go是基於C語言的元素加上若干改進而來。在C語言中沒有例外處理機制，開發者必須在一開始，就主動檢查函式的傳回值是否正確（或者藉由全域變數的設置與檢測），決定要採取哪些適當的動作，然而，檢查傳回值的程式碼有些冗贅，而函式在傳回值上，若要能同時兼具執行結果與回報錯誤的效果，實作時並不容易。

因而C語言之後，包括了C++、Java的許多語言，都內建了例外處理機制，可以將處理例外的程式碼集中至某處，這麼一來，負責函式主要功能的程式實作就可以更緊湊，看起來更容易閱讀，在許多介紹例外處理機制的場合，C語言也經常被拿來作為支持例外處理機制是好東西的對照語言。不過，相對於C++、Java來說，年輕許多的Go語言，若函式執行時有可能發生錯誤，該函式的簽署上通常會傳回兩個值，第一個是執行成功的傳回值，第二個則是執行失敗時的錯誤值，通常是個error實例。

舉個例子來說，在Go語言使用os.Open函式開啟檔案時，經常會看到這樣的模式：

f, err := os.Open("filename.ext")
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
//使用 *File F 做其他事

開啟檔案之後，後續可能會使用File的Read函式讀取檔案，這函式也是傳回兩個值，照例地，開發者得使用if檢測第二個值是否為nil，可想而知地，程式中可能會面臨一次又一次的error檢測程式碼，若這類呼叫形成了巢狀層次，而開發者想將error誤往外傳播，程式撰寫上也是相當的麻煩。

例外的替代品panic？

許多學習或使用Go的開發者都在問，為什麼這麼新的一門語言不提供例外呢？在Go語言官方的FAQ，有個〈Why does Go not have exceptions?〉做了解釋，裡面一開始就談到了try-catch-finally，會讓程式碼變得錯綜複雜，而且也常令開發者，將許多應當能處理的「錯誤」，視之為「例外」。FAQ中也談到，對於確實是例外的情況，Go也提供了一對函式，能達到通知與復原的目的，這一對函式就是panic與recover。

在函式中若執行panic，那麼函式的流程就會中斷，如果A函式呼叫了B函式，而B函式中呼叫了panic，那麼B函式會從呼叫了panic的地方中斷，而A函式也會從呼叫了B函式的地方中斷，若有更深層的呼叫鏈，panic的效應也會一路往回傳播，若開發者有例外處理的經驗，馬上就會意識到，這相當於被拋出的例外都沒有處理的情況。

如果發生了panic，而開發者必須做一些處理，可以使用recover（必須在被defer的函式中才有效果），panic會被捕捉並作為recover的傳回值，那麼panic就不會一路往回傳播，因此，雖然Go語言中沒有例外處理機制，也可使用panic與recover（以及defer）來進行類似的處理。實際上，確實也有些程式庫，使用函式模擬了try-catch-finally的語法。

不過，在Go的慣例中，鼓勵使用error明確地進行錯誤檢查，然而，對於巢狀且深層的呼叫時，使用panic會比較便於傳播。就Go的慣例來說，這樣的便利性建議以套件為界限，於套件之中，必要時可以使用panic，而套件公開的函式，建議以error來回報錯誤。若套件公開的函式中可能會收到panic，建議使用recover捕捉，並轉換為error進行回報。

也不是那麼古老

其實沒有例外處理機制，也並非那麼古老。Apple在WWDC2014首次發布的Swift中，也沒有例外處理機制，雖然2015年發布的Swift 2有了do-catch之類的語法，也建議將之用在於程式設計上，或非預期的執行時期錯誤（programming or unexpected runtime errors）。

檢測錯誤值以做出對應處理，在其他語言並非少見。像是我在先前專欄〈函數式風格錯誤處理〉，談到Scala的Option、Either與Try，也是透過模式比對（Pattern match），在發現錯誤時進行對應處理，事實上，Option的概念某些程度上，也就是檢測null的概念，像Java這類古老語言，也導入Optional，檢測錯誤值並非是那麼古老而不適用的手法。

實際上，也有例外處理不適用的情況，例如非同步處理的場合。在我先前專欄〈非同步操作的多種模式〉談過，因為非同步呼叫之後會立刻執行後續程式碼，當非同步操作拋出錯誤時，通常早就離開了try-catch區塊，因此非同步程式庫的設計，往往是透過對回呼函式傳入一個err參數，而開發者藉由檢測err，來確定執行成功或失敗，並採取對應的動作。

回頭看看Go語言，雖然是以傳回error的方式來回報錯誤，不過，因為Go語言的函式可以傳回兩個以上的值，因而執行成功的值與錯誤值是分開的，若函式傳回兩個值，開發者也必須明確地指定給兩個變數（若真的不需要，也要使用_作為佔位），否則會發生編譯錯誤，這感覺就像是Java的Checked Exception，若這麼類比的話，panic就有點像是Java的Unchecked Exception了。

實際上，許多開發團隊或開發者不喜歡使用例外，Apple是一個例子，Google當然也是，《約耳趣談軟體》的作者也曾在〈Exceptions〉中談過：「不認為例外處理比"goto"好」，比較可取的方式是：「函式出問題時回報錯誤，那怕它會有些冗贅」，甚至認為C/C++/Java這類語言，單純只是因為函式不能以簡潔的方式傳回多個值，才會使得例外處理機制變得吸引人。

認真思考「錯誤」與「例外」

約耳的論點很有趣，也似乎解釋了Go語言可以傳回多個值，因而更鼓勵傳回error，而不是使用panic。在Haskell中，可以傳回多個值，也鼓勵以比對的方式來檢測錯誤，不過，就算是Haskell，也有需要使用error或ioError引發例外的時侯呢！畢竟，就是有些情況確實是無法處理，若是在Java的世界中，這類情況建議使用RuntimeException來表現，而目前認為最好的實踐方式就是不要處理，讓程式崩潰，因為這通常是個必須修正的Bug，而不是可以恢復的情況。

顯然地，重點在於開發者有沒有認真思考過，哪些是可以處理的「錯誤」，而哪些又是確實無法處理的「例外」，就像我先前專欄〈Shit Happens！該抓還是該丟？〉中談過的，開發者是否瞭解錯誤種類與處理錯誤的前後文資訊，確實地，有的開發者只是不想處理錯誤，就乾脆統統列為例外，而有的開發者只是想粉飾太平，將實際上無法處理的例外，全部當成錯誤捕捉然後吞掉，這反而造成程式後續除錯時的困難重重。

在Go語言中，現在有兩種選擇了，開發者是要選擇error或panic呢？或者去使用那些實作出try-catch外觀的程式庫，繼續用著熟悉的例外處理典範呢？實際上，現在許多語言在錯誤處理機制上，也是混雜著多種典範，無論那是透過語法或者程式庫的支援。選擇是多了起來，然而，如果不認真地思考「錯誤」與「例外」的差異，最終還是會有開發者只選擇熟悉或單純只是方便的方式，讓錯誤與例外繼續糾纏不清！