似乎没有真正理解 try...catch...finally

发布于 2023-05-13 13:17:15 字数 13625 浏览 58 评论 0

写了那么久的 JavaScript，似乎真的没有很认真地去了解 try...catch...finally 的各种用法，真是惭愧了！Anyway，不懂就学。

一、错误与异常

错误，在程序中是很常见的。它可以是 JS 引擎在执行代码时内部抛出的，也可以是代码开发人员针对一些不合法的输入而主动抛出的，或者是网络断开连接导致的错误等等...

可能很多人会认为，「错误」和「异常」是同一回事，其实不然，一个错误对象只有在被抛出时才成为异常。

1.1 错误

在 JavaScript 中，错误通常是指 Error 实例对象或 Error 的派生类实例对象（比如 TypeError、ReferenceError、SyntaxError 等等）。创建 Error 实例对象很简单，如下：

const error = new Error('oops') // 等价于 Error('oops')
const typeError = new TypeError('oops')
// ...

虽然 Error 及其派生类是构造函数，但是当作函数调用也是允许的（即省略 new 关键字），同样会返回一个错误实例对象。

一个错误实例对象，包含以下属性和方法：

const errorInstance = {
  name: String, // 标准属性，所有浏览器均支持（默认值为构造方法名称）
  message: String, // 标准属性，所有浏览器均支持（默认值为空字符串，实例化时传入的第一个参数可修改其属性值）
  stack: String, // 非标准属性，但所有浏览器均支持（栈属性，可以追踪发生错误的具体信息）

  columnNumber: Number, // 非标准属性，仅 Firefox 浏览器支持（列号）
  lineNumber: Number, // 非标准属性，仅 Firefox 浏览器支持（行号）
  fileName: String, // 非标准属性，仅 Firefox 浏览器支持（文件路径）

  column: Number, // 非标准属性，仅 Safari 浏览器支持（同上述三个属性）
  line: Number, // 非标准属性，仅 Safari 浏览器支持
  sourceURL: String, // 非标准属性，仅 Safari 浏览器支持

  toString: Function, // 标准方法（其返回值是 name 和 message 属性的字符串表示）
}

我们写个最简单的示例，打印看下各大浏览器的情况：

try {
  throw new TypeError('oops')
} catch (e) {
  console.log(e.toString())
  console.dir(e)
}

插个题外话：

不知道有人没有对此有疑惑的，为什么 console.log() 一个 Error 对象，打印出来的是字符串，而不是一个对象呢？

const err = new Error('wrong')
console.log(err) // "Error: wrong"
console.log(typeof err) // "object"

那么，如果想打印出 Error 对象，使用 console.dir() 即可。

前面 console.log() 打印结果为字符串的原因其实很简单，那就是 console.log() 内部「偷偷地」做了一件事，当传入的实参为 Error 对象（或其派生类错误对象），它会先调用 Error 对象的 Error.prototype.toString() 方法，然后将其结果输出到控制台，所以我们看到的打印结果为字符串。

其实现如下：

// polyfill
Error.prototype.toString = function () {
  'use strict'

  var obj = Object(this)
  if (obj !== this) throw new TypeError()

  var name = this.name
  name = name === undefined ? 'Error' : String(name)

  var msg = this.message
  msg = msg === undefined ? '' : String(msg)

  if (name === '') return msg
  if (msg === '') return name

  return name + ': ' + msg
}

细心的同学会发现，在不同浏览器下，其打印结果可能会不相同（但不重要）。原因也非常简单，console 并不是 ECMAScript 标准，而是浏览器 BOM 对象提供的一个接口，其标准由 WHATWG 机构制定，虽然标准是统一的，但实现的是各浏览器厂商大爷们，它们有可能不会严格遵守规范去实现，因而产生差异化。比如，此前写过一篇文章是关于不同宿主环境下 async/await 和 promise 执行顺序的差异，就因为 JS 引擎实现差异导致的。

1.2 异常

前面提到，当错误被抛出时就会成为异常。

假设我们编写的代码存在语法错误，那么在编译阶段的语法分析过程就会被聪明的 JS 引擎发现，因而在编译阶段便会抛出 SyntaxError。

假设我们代码没有语法错误，但错误地引用了一个不存在的变量，那么在执行阶段的执行上下文过程（代码执行之前的一个过程），聪明的 JS 引擎发现在其作用域链上找不到该变量，那么就会抛出 ReferenceError。

假设即不存在语法错误，也没有引用错误，但我们对一个变量做了“不合法”的操作，比如 null.name、'str'.push('ing')，那么 JS 引擎就会抛出 TypeError。

还有很多很多，就不举例了。

前面都是 JS 引擎主动抛出的错误，那么，我们开发者则可通过 throw 关键字来抛出错误，语法很简单：

// throw expression
throw 123
throw 'abc'
throw { name: 'Frankie' }
// ...

请注意，在 JavaScript 中 throw 关键字和 return、break、continue 等关键字一样，会受到 ASI（Automatic Semicolon Insertion）规则的影响，它不能在 throw 与 expression 之间插入任意换行符，否则可能得不到预期结果。

语法很简单，但通常项目中「不建议」直接抛出一个字面量，而是抛出 Error 对象或其派生类对象，应该这样：

throw new Error('oops')
throw new TypeError('arguments must be a number.')
// ...

原因是 Error 对象会记录引发此错误的文件的路径、行号、列号等信息，这应该是排除错误最有效的信息。在 ESLint 中的 no-throw-literal 规则，正是用来约束上述直接抛出字面量的写法的。

除了 throw 关键字之外，ES6 中强大的 Generator 函数也提供了一个可抛出异常的方法：Generator.prototype.throw()。它可以在函数体外抛出异常，然后在函数体内捕获异常。

function* genFn() {
  try {
    yield 1
  } catch (e) {
    console.log('inner -->', e)
  }
}

try {
  const gen = genFn()
  gen.next()
  gen.throw(new Error('oops'))
} catch (e) {
  console.log('outer -->', e)
}

打印结果是 inner --> Error: oops。如果生成器函数体内没有 try...catch 去捕获异常，那么它所抛出的异常可以被外部的 try...catch 语句捕获到。

当生成器「未开始执行之前」或者「执行结束之后」，调用生成器的 throw() 方法。它的异常只会被生成器函数外部的 try...catch 捕获到。若外部没有 try...catch 语句，则会报错且代码就会停止执行。详看

需要注意的是，生成器函数虽然是一个很强大的异步编程的解决方案，但它本身是同步的，而且执行生成器函数并不会立刻执行函数体的逻辑，它需要主动调用生成器实例对象的 next()、return()、throw() 方法去执行函数体内的代码。当然，你也可以通过 for...of、解构等语法去遍历它，因为生成器本身就是一个可迭代对象。

二、try...catch

对于可能存在异常的代码，我们通常会使用 try...catch...finally 去处理一些可预见或不可预见的错误。语法有以下三种形式：

try...catch
try...finally
try...catch...finally

且必须至少存在一个 catch 块或 finally 块。

try {
  throw new Error('oops')
} catch (e) {
  // some statements...
}

以上这些语法，写过 JavaScript 相信都懂。

曾经 Firefox 59 及以下版本的浏览器，有一种 Conditional catch-blocks 的「条件 catch 子句」的语法（请注意，其他浏览器并不支持该语法，即便是远古神器 IE5，因此知道有这回事就行了）。它的语法如下：

try {
  // may throw three types of exceptions
  willThrowError()
} catch (e if e instanceof TypeError) {
  // statements to handle TypeError exceptions
} catch (e if e instanceof RangeError) {
  // statements to handle RangeError exceptions
} catch (e if e instanceof EvalError) {
  // statements to handle EvalError exceptions
} catch (e) {
  // statements to handle any unspecified exceptions
}

那么符合 ECMAScript 标准的「条件 catch 子句」应该这样写：

try {
  // may throw three types of exceptions
  willThrowError()
} catch (e) {
  if (e instanceof TypeError) {
    // statements to handle TypeError exceptions
  } else if (e instanceof RangeError) {
    // statements to handle RangeError exceptions
  } else if (e instanceof EvalError) {
    // statements to handle EvalError exceptions
  } else {
    // statements to handle any unspecified exceptions
  }
}

请注意，try...catch 只能以「同步」的形式处理异常，因此对于 XHR、Fetch API、Promise 等异步处理是无法捕获其错误的，究其原因就是 Event Loop 嘛。当然实际中可能结合 async/await 来控制会更多一些。

2.1 catch 子句

我们知道，若 try 块中抛出异常时，会立即转至 catch 子句执行。若 try 块中没有异常抛出，会跳过 catch 子句。

try {
  // try statements
} catch (exception_var) {
  // catch statements
}

其中 exception_var 表示异常标识符（如 catch(e) 中的 e），它是「可选」的，因此可以这样编写 try { ... } catch { ... }。通过该标识符我们可以获取关于被抛出异常的信息。

**请注意，该标识符的「作用域」仅在 catch 块中有效。**当进入 catch 子句时，它被创建，当 catch 子句执行完毕，此标识符将不可再用。也可以理解为（在 ES6 以前）异常标识符是 JavaScript 中含有“块级作用域”的变量。

2.2 finally 子句

而 finally 子句在 try 块和 catch 块之后执行，但在下一个 try 声明之前执行。无论是否异常抛出，finally 子句总是会执行。

如果从 finally 块中返回一个值，那么这个值将成为整个 try...catch...finally 的返回值，无论是否有 return 语句在 try 和 catch 块中（即使 catch 块中抛出了异常）。

对于这个我表示很无语，可能整个前端圈子就我还不知道吧，原来 finally 还能 return 一个值，在做项目的过程中，确实没写过和见过在 finally 中 return 某个值的，让您见笑了，实在惭愧。

但请注意，若要在 try...catch...finally 中使用 return，它只能在函数中运行，否则是不允许的，会抛出语法错误。

try {
  doSomething()
} catch (e) {
  console.warn(e)
  throw e
} finally {
  return 'completed' // SyntaxError: Illegal return statement
}

2.3 执行顺序

在平常的项目中，一般的 try...catch 写法是在 try 块中 return，catch 块则作相应的异常处理，少数情况也会在 catch 块中 return。因此，大家对这种常规写法的执行顺序应该没什么问题。

先来个谁都会的示例：

function foo() {
  try {
    console.log('try statement')
    throw new Error('oops')
  } catch (e) {
    console.log('catch statement')
    return 'fail'
  }
}

foo()
// 以上，先后打印 "try statement"、"catch statement"，foo 函数返回一个 "fail" 值

接着再看，它打印什么，函数又返回什么呢？

function foo() {
  try {
    console.log('try statement')
    throw new Error('oops')
  } catch (e) {
    console.log('catch statement')
    return 'fail'
  } finally {
    console.log('finally statement')
    return 'complete'
  }
}

foo()
// 先后打印："try statement"、"catch statement"、"finally statement"
// foo 函数返回值是 "complete"

前面提到，如果 finally 块中含有 return 语句，那么它的 return 值将作为当前函数的返回值，因此 foo() 结果为 "complete"。

然后我们再稍微改动一下，在 try 块中 return 一个值，看下结果又有什么不同？

function foo() {
  try {
    console.log('try statement')
    return 'success'
  } catch (e) {
    console.log('catch statement')
    return 'fail'
  } finally {
    console.log('finally statement')
    return 'complete'
  }
}

foo()
// 先后打印："try statement"、"finally statement"
// foo 函数返回值是 "complete"

由于 try 块中没有抛出异常，因此 catch 块会被跳过，不执行，但是 finally 块还是会执行的，而且它里面返回了 "complete"，因此这个值也就作为 foo 函数的返回值了。

因此，我们大致可以得出一个结论，finally 块的代码总会在 return 之前执行，不管 return 是存在于 try、catch 还是 finally 块中。

但是，这就完了吗？

还没有，我们再看一个示例，看看里面这个 bar() 函数是惰性求值？还是怎样？

function foo() {
  try {
    console.log('try statement')
    throw new Error('oops')
  } catch (e) {
    console.log('catch statement')
    return bar()
  } finally {
    console.log('finally statement')
    return 'complete'
  }
}

function bar() {
  console.log('bar statement')
  return 'something'
}

foo()

以上示例，打印顺序和结果是什么呢？

// 打印顺序，依次是：
"try statement"
"catch statement"
"bar statement"
"finally statement"

// 结果是 "complete"

假设 catch 块中的 return bar() 换成 throw bar() 呢，结果又有什么变化呢？如果换成这个你就犹豫了，说明你理解得不够深刻，因此这里我不给出答案，你自己去试试，效果更佳！

综上所述，finally 块的执行时机如下：

在所有 try 块和 catch 块（如果有，且触发进入的话）执行完之后，即便此时 try 块或 catch 块中存在 return 或 throw 语句，它们将会被 Hold 住先不返回或抛出异常，继续执行 finally 块中的代码：
如果 finally 中存在 return 语句，其返回值将作为整个函数的返回值（前面 try 块或 catch 中的 return 或 throw 都会被忽略，可以理解为没有了 return 或 throw 关键字一样）。
如果 finally 中存在 throw 语句，前面 try 块或 catch 中的 return 或 throw 同样会被忽略，最后整个函数将会抛出 finally 块中的异常。

2.4 嵌套使用

它是可以嵌套使用的，当内部的 try...catch...finally 中抛出异常，它会被离它最近的 catch 块捕获到。

function foo() {
  try {
    try {
      return 'success'
    } finally {
      throw new Error('inner oops') // 它将会被外层的 catch 块所捕获到
    }
  } catch (e) {
    console.log(e) // Error: inner oops
  }
}

foo()

注意，本节内容所述都是同步代码，而不存在任何异步代码。到此，已彻底弄懂 try...catch...finally 语句了，再也不慌了！

三、异常有哪些？

在 Web 中，主要有以下几种异常类型：

JavaScript 异常
DOM 和 BOM 异常
网络资源加载异常
Script Error
网页异常

3.1 JavaScript 异常

try...catch 可以捕获同步任务导致的异常，也可以捕获 async/await 中的异常。

Promise 中抛出的异常，则可通过 Promise.prototype.catch() 或 Promise.prototype.then(onResolved, onRejected) 捕获。

3.2 DOM Exception

在调用 DOM API 时发生的，都属于 DOM Exception。比如：

<!DOCTYPE html>
<html>
  <body>
    <video controls src="https://dl.ifanr.cn/hydrogen/landing-page/ifanr-products-introduce-v1.1.mp4"></video>
    <script>
      window.onload = function () {
        const video = document.querySelector('#video')
        video.play() // Uncaught (in promise) DOMException: play() failed because the user didn't interact with the document first.
      }
    </script>
  </body>
</html>

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