不管你多么精通编程,有时我们的脚本总还是会出现错误。可能是因为我们的编写出错,或是与预期不同的用户输入,或是错误的服务端响应以及其他数千种原因。

通常,如果发生错误,脚本就会“死亡”(立即停止),并在控制台将错误打印出来。
但是有一种语法结构 try..catch,它使我们可以“捕获(catch)”错误,因此脚本可以执行更合理的操作,而不是死掉。

“try…catch” 语法

try..catch 结构由两部分组成:try 和 catch:

  1. try {
  2. // 代码...
  3. } catch (err) {
  4. // 错误捕获
  5. }

它按照以下步骤执行:

  1. 首先,执行 try {…} 中的代码。
  2. 如果这里没有错误,则忽略 catch(err):执行到 try 的末尾并跳过 catch 继续执行。
  3. 如果这里出现错误,则 try 执行停止,控制流转向 catch(err) 的开头。变量 err(我们可以使用任何名称)将包含一个 error 对象,该对象包含了所发生事件的详细信息。

try-catch-flow.svg
所以,try {…} 块内的错误不会杀死脚本 — 我们有机会在 catch 中处理它。
让我们来看一些例子。

  • 没有 error 的例子:显示 alert (1) 和 (2): ```javascript try {

    alert(‘Start of try runs’); // (1) <—

    // …这里没有 error

    alert(‘End of try runs’); // (2) <—

} catch(err) {

alert(‘Catch is ignored, because there are no errors’); // (3)

}

  1. - 包含 error 的例子:显示 (1) (3) 行的 alert 中的内容:
  2. ```javascript
  3. try {
  4. alert('Start of try runs'); // (1) <--
  5. lalala; // Error,变量未定义!
  6. alert('End of try (never reached)'); // (2)
  7. } catch(err) {
  8. alert(`Error has occurred!`); // (3) <--
  9. }

❗ try..catch 仅对运行时的 error 有效 要使得 try..catch 能工作,代码必须是可执行的。换句话说,它必须是有效的 JavaScript 代码。 如果代码包含语法错误,那么 try..catch 将无法正常工作,例如含有不匹配的花括号:

  1. try {
  2. {{{{{{{{{{{{
  3. } catch(e) {
  4. alert("The engine can't understand this code, it's invalid");
  5. }

JavaScript 引擎首先会读取代码,然后运行它。在读取阶段发生的错误被称为“解析时间(parse-time)”错误,并且无法恢复(从该代码内部)。这是因为引擎无法理解该代码。 所以,try..catch 只能处理有效代码中出现的错误。这类错误被称为“运行时的错误(runtime errors)”,有时被称为“异常(exceptions)”。

❗ try..catch 同步工作 如果在“计划的(scheduled)”代码中发生异常,例如在 setTimeout 中,则 try..catch 不会捕获到异常:

  1. try {
  2. setTimeout(function() {
  3. noSuchVariable; // 脚本将在这里停止运行
  4. }, 1000);
  5. } catch (e) {
  6. alert( "won't work" );
  7. }

因为 try..catch 包裹了计划要执行的函数,该函数本身要稍后才执行,这时引擎已经离开了 try..catch 结构。 为了捕获到计划的(scheduled)函数中的异常,那么 try..catch 必须在这个函数内:

  1. setTimeout(function() {
  2. try {
  3. noSuchVariable; // try..catch 处理 error 了!
  4. } catch {
  5. alert( "error is caught here!" );
  6. }
  7. }, 1000);

Error 对象

发生错误时,JavaScript 生成一个包含有关其详细信息的对象。然后将该对象作为参数传递给 catch:

  1. try {
  2. // ...
  3. } catch(err) { // <-- “error 对象”,也可以用其他参数名代替 err
  4. // ...
  5. }

对于所有内建的 error,error 对象具有两个主要属性:
name
Error 名称。例如,对于一个未定义的变量,名称是 “ReferenceError”。
message
关于 error 的详细文字描述。
还有其他非标准的属性在大多数环境中可用。其中被最广泛使用和支持的是:
stack
当前的调用栈:用于调试目的的一个字符串,其中包含有关导致 error 的嵌套调用序列的信息。
例如:

  1. try {
  2. lalala; // error, variable is not defined!
  3. } catch(err) {
  4. alert(err.name); // ReferenceError
  5. alert(err.message); // lalala is not defined
  6. alert(err.stack); // ReferenceError: lalala is not defined at (...call stack)
  7. // 也可以将一个 error 作为整体显示出来as a whole
  8. // Error 信息被转换为像 "name: message" 这样的字符串
  9. alert(err); // ReferenceError: lalala is not defined
  10. }

可选的 “catch” 绑定

A recent addition This is a recent addition to the language. Old browsers may need polyfills.

如果我们不需要 error 的详细信息,catch 也可以忽略它:

  1. try {
  2. // ...
  3. } catch { // <-- 没有 (err)
  4. // ...
  5. }

使用 “try…catch”

让我们一起探究一下真实场景中 try..catch 的用例。
正如我们所知道的,JavaScript 支持 JSON.parse(str) 方法来解析 JSON 编码的值。
通常,它被用来解析从网络,从服务器或是从其他来源接收到的数据。
我们收到数据后,然后像下面这样调用 JSON.parse:

  1. let json = '{"name":"John", "age": 30}'; // 来自服务器的数据
  2. let user = JSON.parse(json); // 将文本表示转换成 JS 对象
  3. // 现在 user 是一个解析自 json 字符串的有自己属性的对象
  4. alert( user.name ); // John
  5. alert( user.age ); // 30

你可以在 JSON 方法,toJSON 一章中找到更多关于 JSON 的详细内容。
如果 json 格式错误,JSON.parse 就会生成一个 error,因此脚本就会“死亡”。
我们对此满意吗?当然不!
如果这样做,当拿到的数据出了问题,那么访问者永远都不会知道原因(除非他们打开开发者控制台)。代码执行失败却没有提示信息,这真的是很糟糕的用户体验。
让我们用 try..catch 来处理这个 error:

  1. let json = "{ bad json }";
  2. try {
  3. let user = JSON.parse(json); // <-- 当出现一个 error 时...
  4. alert( user.name ); // 不工作
  5. } catch (e) {
  6. // ...执行会跳转到这里并继续执行
  7. alert( "Our apologies, the data has errors, we'll try to request it one more time." );
  8. alert( e.name );
  9. alert( e.message );
  10. }

在这儿,我们将 catch 块仅仅用于显示信息,但是我们可以做更多的事儿:发送一个新的网络请求,向访问者建议一个替代方案,将有关错误的信息发送给记录日志的设备,……。所有这些都比代码“死掉”好得多。

抛出我们自定义的 error

如果这个 json 在语法上是正确的,但是没有所必须的 name 属性该怎么办?
像这样:

  1. let json = '{ "age": 30 }'; // 不完整的数据
  2. try {
  3. let user = JSON.parse(json); // <-- 没有 error
  4. alert( user.name ); // 没有 name!
  5. } catch (e) {
  6. alert( "doesn't execute" );
  7. }

这里 JSON.parse 正常执行,但是缺少 name 属性对我们来说确实是个 error。
为了统一进行 error 处理,我们将使用 throw 操作符。

“Throw” 操作符

throw 操作符会生成一个 error 对象。
语法如下:

  1. throw <error object>

技术上讲,我们可以将任何东西用作 error 对象。甚至可以是一个原始类型数据,例如数字或字符串,但最好使用对象,最好使用具有 name 和 message 属性的对象(某种程度上保持与内建 error 的兼容性)。
JavaScript 中有很多内建的标准 error 的构造器:Error,SyntaxError,ReferenceError,TypeError 等。我们也可以使用它们来创建 error 对象。
它们的语法是:

  1. let error = new Error(message);
  2. // 或
  3. let error = new SyntaxError(message);
  4. let error = new ReferenceError(message);
  5. // ...

对于内建的 error(不是对于其他任何对象,仅仅是对于 error),name 属性刚好就是构造器的名字。message 则来自于参数(argument)。
例如:

  1. let error = new Error("Things happen o_O");
  2. alert(error.name); // Error
  3. alert(error.message); // Things happen o_O

让我们来看看 JSON.parse 会生成什么样的 error:

  1. try {
  2. JSON.parse("{ bad json o_O }");
  3. } catch(e) {
  4. alert(e.name); // SyntaxError
  5. alert(e.message); // Unexpected token b in JSON at position 2
  6. }

正如我们所看到的, 那是一个 SyntaxError。
在我们的示例中,缺少 name 属性就是一个 error,因为用户必须有一个 name。
所以,让我们抛出这个 error。

  1. let json = '{ "age": 30 }'; // 不完整的数据
  2. try {
  3. let user = JSON.parse(json); // <-- 没有 error
  4. if (!user.name) {
  5. throw new SyntaxError("Incomplete data: no name"); // (*)
  6. }
  7. alert( user.name );
  8. } catch(e) {
  9. alert( "JSON Error: " + e.message ); // JSON Error: Incomplete data: no name
  10. }

在 (*) 标记的这一行,throw 操作符生成了包含着我们所给定的 message 的 SyntaxError,与 JavaScript 自己生成的方式相同。try 的执行立即停止,控制流转向 catch 块。
现在,catch 成为了所有 error 处理的唯一场所:对于 JSON.parse 和其他情况都适用。

再次抛出(Rethrowing)

在上面的例子中,我们使用 try..catch 来处理不正确的数据。但是在 try {…} 块中是否可能发生 另一个预料之外的 error?例如编程错误(未定义变量)或其他错误,而不仅仅是这种“不正确的数据”。
例如:

  1. let json = '{ "age": 30 }'; // 不完整的数据
  2. try {
  3. user = JSON.parse(json); // <-- 忘记在 user 前放置 "let"
  4. // ...
  5. } catch(err) {
  6. alert("JSON Error: " + err); // JSON Error: ReferenceError: user is not defined
  7. // (实际上并没有 JSON Error)
  8. }

当然,一切皆有可能!程序员也会犯错。即使是被数百万人使用了几十年的开源项目中 — 也可能突然被发现了一个漏洞,并导致可怕的黑客入侵。

在我们的例子中,try..catch 旨在捕获“数据不正确”的 error。但是实际上,catch 会捕获到 所有 来自于 try 的 error。在这儿,它捕获到了一个预料之外的 error,但是仍然抛出的是同样的 “JSON Error” 信息。这是不正确的,并且也会使代码变得更难以调试。

为了避免此类问题,我们可以采用“重新抛出”技术。规则很简单:
catch 应该只处理它知道的 error,并“抛出”所有其他 error。
“再次抛出(rethrowing)”技术可以被更详细地解释为:

  1. Catch 捕获所有 error。
  2. 在 catch(err) {…} 块中,我们对 error 对象 err 进行分析。
  3. 如果我们不知道如何处理它,那我们就 throw err。

通常,我们可以使用 instanceof 操作符判断错误类型:

  1. try {
  2. user = { /*...*/ };
  3. } catch(err) {
  4. if (err instanceof ReferenceError) {
  5. alert('ReferenceError'); // 访问一个未定义(undefined)的变量产生了 "ReferenceError"
  6. }
  7. }

我们还可以从 err.name 属性中获取错误的类名。所有原生的错误都有这个属性。另一种方式是读取 err.constructor.name。
在下面的代码中,我们使用“再次抛出”,以达到在 catch 中只处理 SyntaxError 的目的:

  1. let json = '{ "age": 30 }'; // 不完整的数据
  2. try {
  3. let user = JSON.parse(json);
  4. if (!user.name) {
  5. throw new SyntaxError("Incomplete data: no name");
  6. }
  7. blabla(); // 预料之外的 error
  8. alert( user.name );
  9. } catch(e) {
  10. if (e instanceof SyntaxError) {
  11. alert( "JSON Error: " + e.message );
  12. } else {
  13. throw e; // 再次抛出 (*)
  14. }
  15. }

如果 (*) 标记的这行 catch 块中的 error 从 try..catch 中“掉了出来”,那么它也可以被外部的 try..catch 结构(如果存在)捕获到,如果外部不存在这种结构,那么脚本就会被杀死。

所以,catch 块实际上只处理它知道该如何处理的 error,并“跳过”所有其他的 error。
下面这个示例演示了这种类型的 error 是如何被另外一级 try..catch 捕获的:

  1. function readData() {
  2. let json = '{ "age": 30 }';
  3. try {
  4. // ...
  5. blabla(); // error!
  6. } catch (e) {
  7. // ...
  8. if (!(e instanceof SyntaxError)) {
  9. throw e; // 再次抛出(不知道如何处理它)
  10. }
  11. }
  12. }
  13. try {
  14. readData();
  15. } catch (e) {
  16. alert( "External catch got: " + e ); // 捕获了它!
  17. }

上面这个例子中的 readData 只知道如何处理 SyntaxError,而外部的 try..catch 知道如何处理任意的 error。

try…catch…finally

等一下,以上并不是所有内容。
try..catch 结构可能还有一个代码子句(clause):finally。
如果它存在,它在所有情况下都会被执行:

  • try 之后,如果没有 error,
  • catch 之后,如果没有 error。

该扩展语法如下所示

  1. try {
  2. ... 尝试执行的代码 ...
  3. } catch(e) {
  4. ... 处理 error ...
  5. } finally {
  6. ... 总是会执行的代码 ...
  7. }

试试运行这段代码:

  1. try {
  2. alert( 'try' );
  3. if (confirm('Make an error?')) BAD_CODE();
  4. } catch (e) {
  5. alert( 'catch' );
  6. } finally {
  7. alert( 'finally' );
  8. }

这段代码有两种执行方式:

  1. 如果你对于 “Make an error?” 的回答是 “Yes”,那么执行 try -> catch -> finally。
  2. 如果你的回答是 “No”,那么执行 try -> finally。

finally 子句(clause)通常用在:当我们开始做某事的时候,希望无论出现什么情况都要完成完成某个任务。

例如,我们想要测量一个斐波那契数字函数 fib(n) 执行所需要花费的时间。通常,我们可以在运行它之前开始测量,并在运行完成时结束测量。但是,如果在该函数调用期间出现 error 该怎么办?特别是,下面这段 fib(n) 的实现代码在遇到负数或非整数数字时会返回一个 error。
无论如何,finally 子句都是一个结束测量的好地方。

在这儿,finally 能够保证在两种情况下都能正确地测量时间 — 成功执行 fib 以及 fib 中出现 error 时:

  1. let num = +prompt("Enter a positive integer number?", 35)
  2. let diff, result;
  3. function fib(n) {
  4. if (n < 0 || Math.trunc(n) != n) {
  5. throw new Error("Must not be negative, and also an integer.");
  6. }
  7. return n <= 1 ? n : fib(n - 1) + fib(n - 2);
  8. }
  9. let start = Date.now();
  10. try {
  11. result = fib(num);
  12. } catch (e) {
  13. result = 0;
  14. } finally {
  15. diff = Date.now() - start;
  16. }
  17. alert(result || "error occurred");
  18. alert( `execution took ${diff}ms` );

你可以通过运行上面这段代码并在 prompt 弹窗中输入 35 来进行检查 — 代码运行正常,先执行 try 然后是 finally。如果你输入的是 -1 — 将立即出现 error,执行将只花费 0ms。以上两种情况下的时间测量都正确地完成了。
换句话说,函数 fib 以 return 还是 throw 完成都无关紧要。在这两种情况下都会执行 finally 子句。

变量和 try..catch..finally 中的局部变量 请注意,上面代码中的 result 和 diff 变量都是在 try..catch 之前 声明的。 否则,如果我们使用 let 在 try 块中声明变量,那么该变量将只在 try 块中可见。

finally 和 return finally 子句适用于 try..catch 的 任何 出口。这包括显式的 return。 在下面这个例子中,在 try 中有一个 return。在这种情况下,finally 会在控制转向外部代码前被执行。

  1. function func() {
  2. try {
  3. return 1;
  4. } catch (e) {
  5. /* ... */
  6. } finally {
  7. alert( 'finally' );
  8. }
  9. }
  10. alert( func() ); // 先执行 finally 中的 alert,然后执行这个 alert

try..finally 没有 catch 子句的 try..finally 结构也很有用。当我们不想在这儿处理 error(让它们 fall through),但是需要确保我们启动的处理需要被完成。

  1. function func() {
  2. // 开始执行需要被完成的操作(比如测量)
  3. try {
  4. // ...
  5. } finally {
  6. // 完成前面我们需要完成的那件事儿,即使 try 中的执行失败了
  7. }
  8. }

上面的代码中,由于没有 catch,所以 try 中的 error 总是会使代码执行跳转至函数 func() 外。但是,在跳出之前需要执行 finally 中的代码。

全局 catch

环境特定 这个部分的内容并不是 JavaScript 核心的一部分。

设想一下,在 try..catch 结构外有一个致命的 error,然后脚本死亡了。这个 error 就像编程错误或其他可怕的事儿那样。

有什么办法可以用来应对这种情况吗?我们可能想要记录这个 error,并向用户显示某些内容(通常用户看不到错误信息)等。

规范中没有相关内容,但是代码的执行环境一般会提供这种机制,因为它确实很有用。例如,Node.JS 有 process.on(“uncaughtException”)。在浏览器中,我们可以将一个函数赋值给特殊的 window.onerror 属性,该函数将在发生未捕获的 error 时执行。

语法如下:

  1. window.onerror = function(message, url, line, col, error) {
  2. // ...
  3. };

message
Error 信息。
url
发生 error 的脚本的 URL。
line,col
发生 error 处的代码的行号和列号。
error
Error 对象。
例如:

  1. <script>
  2. window.onerror = function(message, url, line, col, error) {
  3. alert(`${message}\n At ${line}:${col} of ${url}`);
  4. };
  5. function readData() {
  6. badFunc(); // 啊,出问题了!
  7. }
  8. readData();
  9. </script>

全局错误处理程序 window.onerror 的作用通常不是恢复脚本的执行 — 如果发生编程错误,那这几乎是不可能的,它的作用是将错误信息发送给开发者。
也有针对这种情况提供错误日志的 Web 服务,例如 https://errorception.comhttp://www.muscula.com
它们会像这样运行:

  1. 我们注册该服务,并拿到一段 JS 代码(或脚本的 URL),然后插入到页面中。
  2. 该 JS 脚本设置了自定义的 window.onerror 函数。
  3. 当发生 error 时,它会发送一个此 error 相关的网络请求到服务提供方。
  4. 我们可以登录到服务方的 Web 界面来查看这些 error。

    总结

    try..catch 结构允许我们处理执行过程中出现的 error。从字面上看,它允许“尝试”运行代码并“捕获”其中可能发生的错误。
    语法如下:
    1. try {
    2. // 执行此处代码
    3. } catch(err) {
    4. // 如果发生错误,跳转至此处
    5. // err 是一个 error 对象
    6. } finally {
    7. // 无论怎样都会在 try/catch 之后执行
    8. }
    这儿可能会没有 catch 部分或者没有 finally,所以 try..catch 或 try..finally 都是可用的。
    Error 对象包含下列属性:
  • message — 人类可读的 error 信息。
  • name — 具有 error 名称的字符串(Error 构造器的名称)。
  • stack(没有标准,但得到了很好的支持)— Error 发生时的调用栈。

如果我们不需要 error 对象,我们可以通过使用 catch { 而不是 catch(err) { 来省略它。

我们也可以使用 throw 操作符来生成自定义的 error。从技术上讲,throw 的参数可以是任何东西,但通常是继承自内建的 Error 类的 error 对象。下一章我们会详细介绍扩展 error。

再次抛出(rethrowing)是一种错误处理的重要模式:catch 块通常期望并知道如何处理特定的 error 类型,因此它应该再次抛出它不知道的 error。

即使我们没有 try..catch,大多数执行环境也允许我们设置“全局”错误处理程序来捕获“掉出(fall out)”的 error。在浏览器中,就是 window.onerror。