Go 1.13中的错误处理

介绍

在过去的十年中, Go的errors are values的理念在编码实践中运行得也很良好。尽管标准库对错误处理的的支持很少(只有errors.New和fmt.Errorf函数可以用来构造仅包含字符串消息的错误),但是内置的error接口使Go程序员可以添加所需的任何信息。它所需要的只是一个实现Error方法的类型:

type QueryError struct {
    Query string
    Err   error
}

func (e *QueryError) Error() string { return e.Query + ": " + e.Err.Error() }

像这样的错误类型无处不在,它们存储的信息变化很大,从时间戳到文件名再到服务器地址。通常,该信息包括另一个较低级别的错误以提供其他上下文信息。

在Go代码中,使用一个包含了另一个错误的错误类型的模式十分普遍,以至于经过广泛讨论后,Go 1.13为其添加了明确的支持。这篇文章描述了标准库提供的支持:errors包中的三个新功能,以及fmt.Errorf中添加的新格式化动词。

在详细描述这些变化之前,让我们先回顾一下在Go语言的早期版本中如何检查和构造错误。

Go 1.13版本之前的错误处理

检查错误

错误是值(errors are values)。程序通过几种方式基于这些值来做出决策。最常见的是通过与nil的比较来确定操作是否失败。

if err != nil {
    // 出错了!
}

有时我们将错误与已知的前哨值(sentinel value)进行比较来查看是否发生了特定错误。比如:

var ErrNotFound = errors.New("not found")

if err == ErrNotFound {
    // something wasn't found
}

错误值可以是满足语言定义的error 接口的任何类型。程序可以使用类型断言(type assertion)或类型开关(type switch)来判断错误值是否可被视为特定的错误类型。

type NotFoundError struct {
    Name string
}

func (e *NotFoundError) Error() string { return e.Name + ": not found" }

if e, ok := err.(*NotFoundError); ok {
    // e.Name wasn't found
}

添加信息

函数通常在将错误向上传递给调用堆栈时添加额外错误信息,例如对错误发生时所发生情况的简短描述。一种简单的方法是构造一个新错误,并在其中包括上一个错误:

if err != nil {
    return fmt.Errorf("decompress %v: %v", name, err)
}

使用fmt.Errorf创建的新错误将丢弃原始错误中的所有内容(文本除外)。就像我们在前面所看到的QueryError那样,有时我们可能想要定义一个包含基础错误的新错误类型,并将其保存下来以供代码检查。我们再次来看一下QueryError:

type QueryError struct {
    Query string
    Err   error
}

程序可以查看一个*QueryError值的内部以根据潜在的错误进行决策。有时您会看到称为“展开”错误的信息。

if e, ok := err.(*QueryError); ok && e.Err == ErrPermission {
    // query failed because of a permission problem
}

标准库中的os.PathError类型就是另外一个在错误中包含另一个错误的示例。

Go 1.13版本的错误处理

Unwrap方法

Go 1.13在errors和fmt标准库包中引入了新功能以简化处理包含其他错误的错误。其中最重要的不是改变,而是一个约定:包含另一个错误的错误可以实现Unwrap方法来返回所包含的底层错误。如果e1.Unwrap()返回了e2,那么我们说e1包装了e2,您可以Unwrap e1来得到e2

遵循此约定,我们可以为上面的QueryError类型提供一个Unwrap方法来返回其包含的错误:

func (e *QueryError) Unwrap() error { return e.Err }

Unwrap错误的结果本身(底层错误)可能也具有Unwrap方法。我们将这种通过重复unwrap而得到的错误序列为错误链。

使用Is和As检查错误

Go 1.13的errors包中包括了两个用于检查错误的新函数:Is和As。

errors.Is函数将错误与值进行比较。

// Similar to:
//   if err == ErrNotFound { … }
if errors.Is(err, ErrNotFound) {
    // something wasn't found
}

As函数用于测试错误是否为特定类型。

// Similar to:
//   if e, ok := err.(*QueryError); ok { … }
var e *QueryError
if errors.As(err, &e) {
    // err is a *QueryError, and e is set to the error's value
}

在最简单的情况下,errors.Is函数的行为类似于上面对哨兵错误(sentinel error))的比较,而errors.As函数的行为类似于类型断言(type assertion)。但是,在处理包装错误(包含其他错误的错误)时,这些函数会考虑错误链中的所有错误。让我们再次看一下通过展开QueryError以检查潜在错误:

if e, ok := err.(*QueryError); ok && e.Err == ErrPermission {
    // query failed because of a permission problem
}

使用errors.Is函数,我们可以这样写:

if errors.Is(err, ErrPermission) {
    // err, or some error that it wraps, is a permission problem
}

errors包还包括一个新Unwrap函数,该函数返回调用错误Unwrap方法的结果,或者当错误没有Unwrap方法时返回nil。通常我们最好使用errors.Is或errors.As,因为这些函数将在单个调用中检查整个错误链。

用%w包装错误

如前面所述,我们通常使用fmt.Errorf函数向错误添加其他信息。

if err != nil {
    return fmt.Errorf("decompress %v: %v", name, err)
}

在Go 1.13中,fmt.Errorf函数支持新的%w动词。当存在该动词时,所返回的错误fmt.Errorf将具有Unwrap方法,该方法返回参数%w对应的错误。%w对应的参数必须是错误(类型)。在所有其他方面,%w与%v等同。

if err != nil {
    // Return an error which unwraps to err.
    return fmt.Errorf("decompress %v: %w", name, err)
}

使用%w创建的包装错误可用于errors.Is和errors.As:

err := fmt.Errorf("access denied: %w”, ErrPermission)
...
if errors.Is(err, ErrPermission) ...

是否包装

在使用fmt.Errorf或通过实现自定义类型将其他上下文添加到错误时,您需要确定新错误是否应该包装原始错误。这个问题没有统一答案。它取决于创建新错误的上下文。包装错误将会被公开给调用者。如果要避免暴露实现细节,那么请不要包装错误。

举一个例子,假设一个Parse函数从io.Reader读取复杂的数据结构。如果发生错误,我们希望报告发生错误的行号和列号。如果从io.Reader读取时发生错误,我们将包装该错误以供检查底层问题。由于调用者为函数提供了io.Reader,因此有理由公开它产生的错误。

相反,一个对数据库进行多次调用的函数可能不应该将其中调用之一的结果解开的错误返回。如果该函数使用的数据库是实现细节,那么暴露这些错误就是对抽象的违反。例如,如果你的程序包pkg中的函数LookupUser使用了Go的database/sql程序包,则可能会遇到sql.ErrNoRows错误。如果使用fmt.Errorf(“accessing DB: %v”, err)来返回该错误,则调用者无法检视到内部的sql.ErrNoRows。但是,如果函数使用fmt.Errorf(“accessing DB: %w”, err)返回错误,则调用者可以编写下面代码:

err := pkg.LookupUser(...)
if errors.Is(err, sql.ErrNoRows) …

此时,如果您不希望对客户端源码产生影响,该函数也必须始终返回sql.ErrNoRows,即使您切换到其他数据库程序包。换句话说,包装错误会使该错误成为您API的一部分。如果您不想将来将错误作为API的一部分来支持,则不应包装该错误。

重要的是要记住,无论是否包装错误,错误文本都将相同。那些试图理解错误的人将得到相同的信息,无论采用哪种方式; 是否要包装错误的选择是关于是否要给程序提供更多信息,以便他们可以做出更明智的决策,还是保留该信息以保留抽象层。

使用Is和As方法自定义错误测试

errors.Is函数检查错误链中的每个错误是否与目标值匹配。默认情况下,如果两者相等,则错误与目标匹配。另外,链中的错误可能会通过实现Is方法来声明它与目标匹配。

例如,下面的错误类型定义是受Upspin error包的启发,它将错误与模板进行了比较,并且仅考虑模板中非零的字段:

type Error struct {
    Path string
    User string
}

func (e *Error) Is(target error) bool {
    t, ok := target.(*Error)
    if !ok {
        return false
    }
    return (e.Path == t.Path || t.Path == "") &&
           (e.User == t.User || t.User == "")
}

if errors.Is(err, &Error{User: "someuser"}) {
    // err's User field is "someuser".
}

同样,errors.As函数将使用链中某个错误的As方法,如果该错误实现了As方法。

错误和包API

返回错误的程序包(大多数都会返回错误)应描述程序员可能依赖的那些错误的属性。一个经过精心设计的程序包也将避免返回带有不应依赖的属性的错误。

最简单的规约是用于说明操作成功或失败的属性,分别返回nil或non-nil错误值。在许多情况下,不需要进一步的信息了。

如果我们希望函数返回可识别的错误条件,例如“item not found”,则可能会返回包装哨兵的错误。

var ErrNotFound = errors.New("not found")

// FetchItem returns the named item.
//
// If no item with the name exists, FetchItem returns an error
// wrapping ErrNotFound.
func FetchItem(name string) (*Item, error) {
    if itemNotFound(name) {
        return nil, fmt.Errorf("%q: %w", name, ErrNotFound)
    }
    // ...
}

还有其他现有的提供错误的模式,可以由调用方进行语义检查,例如直接返回哨兵值,特定类型或可以使用谓词函数检查的值。

在所有情况下,都应注意不要向用户公开内部细节。正如我们在上面的“是否要包装”中提到的那样,当您从另一个包中返回错误时,应该将错误转换为不暴露基本错误的形式,除非您愿意将来再返回该特定错误。

f, err := os.Open(filename)
if err != nil {
    // The *os.PathError returned by os.Open is an internal detail.
    // To avoid exposing it to the caller, repackage it as a new
    // error with the same text. We use the %v formatting verb, since
    // %w would permit the caller to unwrap the original *os.PathError.
    return fmt.Errorf("%v", err)
}

如果将函数定义为返回包装某些标记或类型的错误,请不要直接返回基础错误。

var ErrPermission = errors.New("permission denied")

// DoSomething returns an error wrapping ErrPermission if the user
// does not have permission to do something.
func DoSomething() {
    if !userHasPermission() {
        // If we return ErrPermission directly, callers might come
        // to depend on the exact error value, writing code like this:
        //
        //     if err := pkg.DoSomething(); err == pkg.ErrPermission { … }
        //
        // This will cause problems if we want to add additional
        // context to the error in the future. To avoid this, we
        // return an error wrapping the sentinel so that users must
        // always unwrap it:
        //
        //     if err := pkg.DoSomething(); errors.Is(err, pkg.ErrPermission) { ... }
        return fmt.Errorf("%w", ErrPermission)
    }
    // ...
}

结论

尽管我们讨论的更改仅包含三个函数和一个格式化动词(%w),但我们希望它们能大幅改善Go程序中错误处理的方式。我们希望通过包装来提供其他上下文的方式得到Gopher们地普遍使用,从而帮助程序做出更好的决策,并帮助程序员更快地发现错误。

正如Russ Cox在GopherCon 2019主题演讲中所说的那样,在Go2的道路上,我们进行了实验,简化和发布。现在,我们已经发布了这些更改,我们期待接下来的实验。

本文翻译自Go官方博客:《Working with Errors in Go 1.13》


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Uber Go语言编码规范

Uber是世界领先的生活出行服务提供商,也是Go语言的早期adopter,根据Uber工程博客的内容,大致可以判断出Go语言在Uber内部扮演了十分重要的角色。Uber内部的Go语言工程实践也是硕果累累,有大量Go实现的内部工具被Uber开源到github上,诸如被Gopher圈熟知的zapjaeger等。2018年年末Uber将内部的Go风格规范开源到github,经过一年的积累和更新,该规范已经初具规模,并受到广大Gopher的关注。本文是该规范的中文版本,并”夹带“了部分笔者的点评,希望对国内Gopher有所帮助。

注:该版本基于commit 3baa2bd翻译,后续不会持续更新。

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一. 介绍

样式(style)是支配我们代码的惯例。术语“样式”有点用词不当,因为这些约定涵盖的范围不限于由gofmt替我们处理的源文件格式。

本指南的目的是通过详细描述在Uber编写Go代码的注意事项来管理这种复杂性。这些规则的存在是为了使代码库易于管理,同时仍然允许工程师更有效地使用Go语言功能。

该指南最初由Prashant VaranasiSimon Newton编写,目的是使一些同事能快速使用Go。多年来,该指南已根据其他人的反馈进行了修改。

本文档记录了我们在Uber遵循的Go代码中的惯用约定。其中许多是Go的通用准则,而其他扩展准则依赖于下面外部的指南:

所有代码都应该通过golintgo vet的检查并无错误。我们建议您将编辑器设置为:

  • 保存时运行goimports
  • 运行golint和go vet检查源码

您可以在以下Go编辑器工具支持页面中找到更为详细的信息:https://github.com/golang/go/wiki/IDEsAndTextEditorPlugins

二. 指导原则

指向interface的指针

您几乎不需要指向接口类型的指针。您应该将接口作为值进行传递,在这样的传递过程中,实质上传递的底层数据仍然可以是指针。

接口实质上在底层用两个字段表示:

  • 一个指向某些特定类型信息的指针。您可以将其视为“类型”。
  • 数据指针。如果存储的数据是指针,则直接存储。如果存储的数据是一个值,则存储指向该值的指针。

如果要接口方法修改底层数据,则必须用指向目标对象的指针赋值给接口类型变量(译注:感觉原指南中这里表达过于简略,不是很清晰,因此在翻译时增加了自己的一些诠释)。

接收器(receiver)与接口

使用值接收器的方法既可以通过值调用,也可以通过指针调用。

例如:

type S struct {
  data string
}

func (s S) Read() string {
  return s.data
}

func (s *S) Write(str string) {
  s.data = str
}

sVals := map[int]S{1: {"A"}}

// 你只能通过值调用Read
sVals[1].Read()

// 下面无法通过编译:
//  sVals[1].Write("test")

sPtrs := map[int]*S{1: {"A"}}

// 通过指针既可以调用Read,也可以调用Write方法
sPtrs[1].Read()
sPtrs[1].Write("test")

同样,即使该方法具有值接收器,也可以通过指针来满足接口。

type F interface {
  f()
}

type S1 struct{}

func (s S1) f() {}

type S2 struct{}

func (s *S2) f() {}

s1Val := S1{}
s1Ptr := &S1{}
s2Val := S2{}
s2Ptr := &S2{}

var i F
i = s1Val
i = s1Ptr
i = s2Ptr

// 下面代码无法通过编译。因为s2Val是一个值,而S2的f方法中没有使用值接收器
//   i = s2Val

《Effective Go》中有一段关于“pointers vs values”的精彩讲解。

译注:关于Go类型的method集合的问题,在我之前的文章《关于Go,你可能不注意的7件事》中有详尽说明。

零值Mutex是有效的

sync.Mutex和sync.RWMutex是有效的。因此你几乎不需要一个指向mutex的指针。

Bad:

mu := new(sync.Mutex)
mu.Lock()

vs.

Good:

var mu sync.Mutex
mu.Lock()

如果你使用结构体指针,mutex可以非指针形式作为结构体的组成字段,或者更好的方式是直接嵌入到结构体中。

如果是私有结构体类型或是要实现Mutex接口的类型,我们可以使用嵌入mutex的方法:

type smap struct {
  sync.Mutex

  data map[string]string
}

func newSMap() *smap {
  return &smap{
    data: make(map[string]string),
  }
}

func (m *smap) Get(k string) string {
  m.Lock()
  defer m.Unlock()

  return m.data[k]
}

对于导出类型,请使用私有锁:

type SMap struct {
  mu sync.Mutex

  data map[string]string
}

func NewSMap() *SMap {
  return &SMap{
    data: make(map[string]string),
  }
}

func (m *SMap) Get(k string) string {
  m.mu.Lock()
  defer m.mu.Unlock()

  return m.data[k]
}

在边界处拷贝Slices和Maps

slices和maps包含了指向底层数据的指针,因此在需要复制它们时要特别注意。

接收Slices和Maps

请记住,当map或slice作为函数参数传入时,如果您存储了对它们的引用,则用户可以对其进行修改。

Bad

func (d *Driver) SetTrips(trips []Trip) {
  d.trips = trips
}

trips := ...
d1.SetTrips(trips)

// 你是要修改d1.trips吗?
trips[0] = ...

vs.

Good

func (d *Driver) SetTrips(trips []Trip) {
  d.trips = make([]Trip, len(trips))
  copy(d.trips, trips)
}

trips := ...
d1.SetTrips(trips)

// 这里我们修改trips[0],但不会影响到d1.trips
trips[0] = ...

返回slices或maps

同样,请注意用户对暴露内部状态的map或slice的修改。

Bad

type Stats struct {
  sync.Mutex

  counters map[string]int
}

// Snapshot返回当前状态
func (s *Stats) Snapshot() map[string]int {
  s.Lock()
  defer s.Unlock()

  return s.counters
}

// snapshot不再受到锁的保护
snapshot := stats.Snapshot()

vs.

Good

type Stats struct {
  sync.Mutex

  counters map[string]int
}

func (s *Stats) Snapshot() map[string]int {
  s.Lock()
  defer s.Unlock()

  result := make(map[string]int, len(s.counters))
  for k, v := range s.counters {
    result[k] = v
  }
  return result
}

// snapshot现在是一个拷贝
snapshot := stats.Snapshot()

使用defer做清理

使用defer清理资源,诸如文件和锁。

Bad

p.Lock()
if p.count < 10 {
  p.Unlock()
  return p.count
}

p.count++
newCount := p.count
p.Unlock()

return newCount

// 当有多个return分支时,很容易遗忘unlock

vs.

Good

p.Lock()
defer p.Unlock()

if p.count < 10 {
  return p.count
}

p.count++
return p.count

// 更可读

Defer的开销非常小,只有在您可以证明函数执行时间处于纳秒级的程度时,才应避免这样做。使用defer提升可读性是值得的,因为使用它们的成本微不足道。尤其适用于那些不仅仅是简单内存访问的较大的方法,在这些方法中其他计算的资源消耗远超过defer。

Channel的size要么是1,要么是无缓冲的

channel通常size应为1或是无缓冲的。默认情况下,channel是无缓冲的,其size为零。任何其他尺寸都必须经过严格的审查。考虑如何确定大小,是什么阻止了channel在负载下被填满并阻止写入,以及发生这种情况时发生了什么。

Bad

// 应该足以满足任何人
c := make(chan int, 64)

vs.

Good

// 大小:1
c := make(chan int, 1) // 或
// 无缓冲channel,大小为0
c := make(chan int)

枚举从1开始

在Go中引入枚举的标准方法是声明一个自定义类型和一个使用了iota的const组。由于变量的默认值为0,因此通常应以非零值开头枚举。

Bad

type Operation int

const (
  Add Operation = iota
  Subtract
  Multiply
)

// Add=0, Subtract=1, Multiply=2

vs.

Good

type Operation int

const (
  Add Operation = iota + 1
  Subtract
  Multiply
)

// Add=1, Subtract=2, Multiply=3

在某些情况下,使用零值是有意义的(枚举从零开始),例如,当零值是理想的默认行为时。

type LogOutput int

const (
  LogToStdout LogOutput = iota
  LogToFile
  LogToRemote
)

// LogToStdout=0, LogToFile=1, LogToRemote=2

错误类型

Go中有多种声明错误(Error)的选项:

  • errors.New 对于简单静态字符串的错误
  • fmt.Errorf 用于格式化的错误字符串
  • 实现Error()方法的自定义类型
  • 使用 “pkg/errors”.Wrap的wrapped error

返回错误时,请考虑以下因素以确定最佳选择:

  • 这是一个不需要额外信息的简单错误吗?如果是这样,errors.New 就足够了。
  • 客户需要检测并处理此错误吗?如果是这样,则应使用自定义类型并实现该Error()方法。
  • 您是否正在传播下游函数返回的错误?如果是这样,请查看本文后面有关错误包装(Error Wrap)部分的内容
  • 否则,fmt.Errorf就可以。

如果客户端需要检测错误,并且您已使用创建了一个简单的错误errors.New,请使用一个错误变量(sentinel error )。

Bad

// package foo

func Open() error {
  return errors.New("could not open")
}

// package bar

func use() {
  if err := foo.Open(); err != nil {
    if err.Error() == "could not open" {
      // handle
    } else {
      panic("unknown error")
    }
  }
}

vs.

Good

// package foo

var ErrCouldNotOpen = errors.New("could not open")

func Open() error {
  return ErrCouldNotOpen
}

// package bar

if err := foo.Open(); err != nil {
  if err == foo.ErrCouldNotOpen {
    // handle
  } else {
    panic("unknown error")
  }
}

如果您有可能需要客户端检测的错误,并且想向其中添加更多信息(例如,它不是静态字符串),则应使用自定义类型。

Bad

func open(file string) error {
  return fmt.Errorf("file %q not found", file)
}

func use() {
  if err := open(); err != nil {
    if strings.Contains(err.Error(), "not found") {
      // handle
    } else {
      panic("unknown error")
    }
  }
}

vs.

Good

type errNotFound struct {
  file string
}

func (e errNotFound) Error() string {
  return fmt.Sprintf("file %q not found", e.file)
}

func open(file string) error {
  return errNotFound{file: file}
}

func use() {
  if err := open(); err != nil {
    if _, ok := err.(errNotFound); ok {
      // handle
    } else {
      panic("unknown error")
    }
  }
}

直接导出自定义错误类型时要小心,因为它们已成为程序包公共API的一部分。最好公开匹配器功能以检查错误。

// package foo

type errNotFound struct {
  file string
}

func (e errNotFound) Error() string {
  return fmt.Sprintf("file %q not found", e.file)
}

func IsNotFoundError(err error) bool {
  _, ok := err.(errNotFound)
  return ok
}

func Open(file string) error {
  return errNotFound{file: file}
}

// package bar

if err := foo.Open("foo"); err != nil {
  if foo.IsNotFoundError(err) {
    // handle
  } else {
    panic("unknown error")
  }
}

错误包装(Error Wrapping)

一个(函数/方法)调用失败时,有三种主要的错误传播方式:

  • 如果没有要添加的其他上下文,并且您想要维护原始错误类型,则返回原始错误。
  • 添加上下文,使用”pkg/errors”.Wrap以便错误消息提供更多上下文,”pkg/errors”.Cause可用于提取原始错误。
  • 使用fmt.Errorf,如果调用者不需要检测或处理的特定错误情况。

建议在可能的地方添加上下文,以使您获得诸如“调用服务foo:连接被拒绝”之类的更有用的错误,而不是诸如“连接被拒绝”之类的模糊错误。

在将上下文添加到返回的错误时,请避免使用“ failed to”之类的短语来保持上下文简洁,这些短语会陈述明显的内容,并随着错误在堆栈中的渗透而逐渐堆积:

Bad

s, err := store.New()
if err != nil {
    return fmt.Errorf(
        "failed to create new store: %s", err)
}

failed to x: failed to y: failed to create new store: the error

vs.

Good

s, err := store.New()
if err != nil {
    return fmt.Errorf(
        "new store: %s", err)
}

x: y: new store: the error

但是,一旦将错误发送到另一个系统,就应该明确消息是错误消息(例如使用err标记,或在日志中以”Failed”为前缀)。

另请参见Don’t just check errors, handle them gracefully.

处理类型断言失败

类型断言的单个返回值形式针对不正确的类型将产生panic。因此,请始终使用“comma ok”的惯用法。

Bad

t := i.(string)

vs.

Good

t, ok := i.(string)
if !ok {
  // 优雅地处理错误
}

不要panic

在生产环境中运行的代码必须避免出现panic。panic是级联失败的主要根源 。如果发生错误,该函数必须返回错误,并允许调用方决定如何处理它。

Bad

func foo(bar string) {
  if len(bar) == 0 {
    panic("bar must not be empty")
  }
  // ...
}

func main() {
  if len(os.Args) != 2 {
    fmt.Println("USAGE: foo <bar>")
    os.Exit(1)
  }
  foo(os.Args[1])
}

vs.

Good

func foo(bar string) error {
  if len(bar) == 0
    return errors.New("bar must not be empty")
  }
  // ...
  return nil
}

func main() {
  if len(os.Args) != 2 {
    fmt.Println("USAGE: foo <bar>")
    os.Exit(1)
  }
  if err := foo(os.Args[1]); err != nil {
    panic(err)
  }
}

panic/recover不是错误处理策略。仅当发生不可恢复的事情(例如:nil引用)时,程序才必须panic。程序初始化是一个例外:程序启动时应使程序中止的不良情况可能会引起panic。

var _statusTemplate = template.Must(template.New("name").Parse("_statusHTML"))

即便是在test中,也优先使用t.Fatal或t.FailNow来标记test是失败的,而不是panic。

Bad

// func TestFoo(t *testing.T)

f, err := ioutil.TempFile("", "test")
if err != nil {
  panic("failed to set up test")
}

vs.

Good

// func TestFoo(t *testing.T)

f, err := ioutil.TempFile("", "test")
if err != nil {
  t.Fatal("failed to set up test")
}

使用go.uber.org/atomic

使用sync/atomic包的原子操作对原始类型(int32,int64等)进行操作(译注:指atomic包的方法名中均使用原始类型名,如SwapInt32等),因此很容易忘记使用原子操作来读取或修改变量。

go.uber.org/atomic通过隐藏基础类型为这些操作增加了类型安全性。此外,它包括一个方便的atomic.Bool类型。

Bad

type foo struct {
  running int32  // atomic
}

func (f* foo) start() {
  if atomic.SwapInt32(&f.running, 1) == 1 {
     // already running…
     return
  }
  // start the Foo
}

func (f *foo) isRunning() bool {
  return f.running == 1  // race!
}

vs.

Good

type foo struct {
  running atomic.Bool
}

func (f *foo) start() {
  if f.running.Swap(true) {
     // already running…
     return
  }
  // start the Foo
}

func (f *foo) isRunning() bool {
  return f.running.Load()
}

三. 性能

性能方面的特定准则,适用于热路径。

优先使用strconv而不是fmt

将原语转换为字符串或从字符串转换时,strconv速度比fmt快。

Bad

for i := 0; i < b.N; i++ {
  s := fmt.Sprint(rand.Int())
}

BenchmarkFmtSprint-4    143 ns/op    2 allocs/op

vs.

Good

for i := 0; i < b.N; i++ {
  s := strconv.Itoa(rand.Int())
}

BenchmarkStrconv-4    64.2 ns/op    1 allocs/op

避免字符串到字节的转换

不要反复从固定字符串创建字节slice。相反,请执行一次转换并捕获结果。

Bad

for i := 0; i < b.N; i++ {
  w.Write([]byte("Hello world"))
}

BenchmarkBad-4   50000000   22.2 ns/op

vs.

Good

data := []byte("Hello world")
for i := 0; i < b.N; i++ {
  w.Write(data)
}

BenchmarkGood-4  500000000   3.25 ns/op

四. 样式

相似的声明放在一组

Go语言支持将相似的声明放在一个组内:

Bad

import "a"
import "b"

vs.

Good

import (
  "a"
  "b"
)

这同样适用于常量、变量和类型声明:

Bad

const a = 1
const b = 2

var a = 1
var b = 2

type Area float64
type Volume float64

vs.

Good

const (
  a = 1
  b = 2
)

var (
  a = 1
  b = 2
)

type (
  Area float64
  Volume float64
)

仅将相关的声明放在一组。不要将不相关的声明放在一组。

Bad

type Operation int

const (
  Add Operation = iota + 1
  Subtract
  Multiply
  ENV_VAR = "MY_ENV"
)

vs.

Good

type Operation int

const (
  Add Operation = iota + 1
  Subtract
  Multiply
)

const ENV_VAR = "MY_ENV"

分组使用的位置没有限制,例如:你可以在函数内部使用它们:

Bad

func f() string {
  var red = color.New(0xff0000)
  var green = color.New(0x00ff00)
  var blue = color.New(0x0000ff)

  ...
}

vs.

Good

func f() string {
  var (
    red   = color.New(0xff0000)
    green = color.New(0x00ff00)
    blue  = color.New(0x0000ff)
  )

  ...
}

import组内的包导入顺序

应该有两类导入组:

  • 标准库
  • 其他一切

默认情况下,这是goimports应用的分组。

Bad

import (
  "fmt"
  "os"
  "go.uber.org/atomic"
  "golang.org/x/sync/errgroup"
)

vs.

Good

import (
  "fmt"
  "os"

  "go.uber.org/atomic"
  "golang.org/x/sync/errgroup"
)

包名

当命名包时,请按下面规则选择一个名称:

  • 全部小写。没有大写或下划线。
  • 大多数使用命名导入的情况下,不需要重命名。
  • 简短而简洁。请记住,在每个使用的地方都完整标识了该名称。
  • 不用复数。例如net/url,而不是net/urls。
  • 不是“common”,“util”,“shared”或“lib”。这些是不好的,信息量不足的名称。

另请参阅Go包名称Go包样式指南

函数名

我们遵循Go社区关于使用MixedCaps作为函数名的约定。有一个例外,为了对相关的测试用例进行分组,函数名可能包含下划线,如: TestMyFunction_WhatIsBeingTested。

包导入别名

如果程序包名称与导入路径的最后一个元素不匹配,则必须使用导入别名。

import (
  "net/http"

  client "example.com/client-go"
  trace "example.com/trace/v2"
)

在所有其他情况下,除非导入之间有直接冲突,否则应避免导入别名。

Bad

import (
  "fmt"
  "os"

  nettrace "golang.net/x/trace"
)

vs.

Good

import (
  "fmt"
  "os"
  "runtime/trace"

  nettrace "golang.net/x/trace"
)

函数分组与顺序

  • 函数应按粗略的调用顺序排序。
  • 同一文件中的函数应按接收者分组。

因此,导出的函数应先出现在文件中,放在struct、const和var定义的后面。

在定义类型之后,但在接收者的其余方法之前,可能会出现一个newXYZ()/ NewXYZ()。

由于函数是按接收者分组的,因此普通工具函数应在文件末尾出现。

Bad

func (s *something) Cost() {
  return calcCost(s.weights)
}

type something struct{ ... }

func calcCost(n int[]) int {...}

func (s *something) Stop() {...}

func newSomething() *something {
    return &something{}
}

vs.

Good

type something struct{ ... }

func newSomething() *something {
    return &something{}
}

func (s *something) Cost() {
  return calcCost(s.weights)
}

func (s *something) Stop() {...}

func calcCost(n int[]) int {...}

减少嵌套

代码应通过尽可能先处理错误情况/特殊情况并尽早返回或继续循环来减少嵌套。减少嵌套多个级别的代码的代码量。

Bad

for _, v := range data {
  if v.F1 == 1 {
    v = process(v)
    if err := v.Call(); err == nil {
      v.Send()
    } else {
      return err
    }
  } else {
    log.Printf("Invalid v: %v", v)
  }
}

vs.

Good

for _, v := range data {
  if v.F1 != 1 {
    log.Printf("Invalid v: %v", v)
    continue
  }

  v = process(v)
  if err := v.Call(); err != nil {
    return err
  }
  v.Send()
}

不必要的else

如果在if的两个分支中都设置了变量,则可以将其替换为单个if。

Bad

var a int
if b {
  a = 100
} else {
  a = 10
}

vs.

Good

a := 10
if b {
  a = 100
}

顶层变量声明

在顶层,使用标准var关键字。请勿指定类型,除非它与表达式的类型不同。

Bad

var _s string = F()

func F() string { return "A" }

vs.

Good

var _s = F()
// 由于F已经明确了返回一个字符串类型,因此我们没有必要显式指定_s的类型

func F() string { return "A" }

如果表达式的类型与所需的类型不完全匹配,请指定类型。

type myError struct{}

func (myError) Error() string { return "error" }

func F() myError { return myError{} }

var _e error = F()
// F返回一个myError类型的实例,但是我们要error类型

对于未导出的顶层常量和变量,使用_作为前缀

译注:这个是Uber内部的惯用法,目前看并不普适。

在未导出的顶级vars和consts, 前面加上前缀_,以使它们在使用时明确表示它们是全局符号。

例外:未导出的错误值,应以err开头。

基本依据:顶级变量和常量具有包范围作用域。使用通用名称可能很容易在其他文件中意外使用错误的值。

Bad

// foo.go

const (
  defaultPort = 8080
  defaultUser = "user"
)

// bar.go

func Bar() {
  defaultPort := 9090
  ...
  fmt.Println("Default port", defaultPort)

  // We will not see a compile error if the first line of
  // Bar() is deleted.
}

vs.

Good

// foo.go

const (
  _defaultPort = 8080
  _defaultUser = "user"
)

结构体中的嵌入

嵌入式类型(例如mutex)应位于结构体内的字段列表的顶部,并且必须有一个空行将嵌入式字段与常规字段分隔开。

Bad

type Client struct {
  version int
  http.Client
}

vs.

Good

type Client struct {
  http.Client

  version int
}

使用字段名初始化结构体

初始化结构体时,几乎始终应该指定字段名称。现在由go vet强制执行。

Bad

k := User{"John", "Doe", true}

vs.

Good

k := User{
    FirstName: "John",
    LastName: "Doe",
    Admin: true,
}

例外:如果有3个或更少的字段,则可以在测试表中省略字段名称。

tests := []struct{
}{
  op Operation
  want string
}{
  {Add, "add"},
  {Subtract, "subtract"},
}

本地变量声明

如果将变量明确设置为某个值,则应使用短变量声明形式(:=)。

Bad

var s = "foo"

vs.

Good

s := "foo"

但是,在某些情况下,var 使用关键字时默认值会更清晰。例如,声明空切片。

Bad

func f(list []int) {
  filtered := []int{}
  for _, v := range list {
    if v > 10 {
      filtered = append(filtered, v)
    }
  }
}

vs.

Good

func f(list []int) {
  var filtered []int
  for _, v := range list {
    if v > 10 {
      filtered = append(filtered, v)
    }
  }
}

nil是一个有效的slice

nil是一个有效的长度为0的slice,这意味着:

  • 您不应明确返回长度为零的切片。返回nil 来代替。

Bad

if x == "" {
  return []int{}
}

vs.

Good

if x == "" {
  return nil
}
  • 要检查切片是否为空,请始终使用len(s) == 0。不要检查 nil。

Bad

func isEmpty(s []string) bool {
  return s == nil
}

vs.

Good

func isEmpty(s []string) bool {
  return len(s) == 0
}

  • 零值切片可立即使用,无需调用make创建。

Bad

nums := []int{}
// or, nums := make([]int)

if add1 {
  nums = append(nums, 1)
}

if add2 {
  nums = append(nums, 2)
}

vs.

Good

var nums []int

if add1 {
  nums = append(nums, 1)
}

if add2 {
  nums = append(nums, 2)
}

缩小变量作用域

如果有可能,尽量缩小变量作用范围。除非它与减少嵌套的规则冲突。

Bad

err := ioutil.WriteFile(name, data, 0644)
if err != nil {
    return err
}

vs.

Good

if err := ioutil.WriteFile(name, data, 0644); err != nil {
    return err
}

如果需要在if之外使用函数调用的结果,则不应尝试缩小范围。

Bad

if data, err := ioutil.ReadFile(name); err == nil {
  err = cfg.Decode(data)
  if err != nil {
    return err
  }

  fmt.Println(cfg)
  return nil
} else {
  return err
}

vs.

Good

data, err := ioutil.ReadFile(name)
if err != nil {
   return err
}

if err := cfg.Decode(data); err != nil {
  return err
}

fmt.Println(cfg)
return nil

避免裸参数

函数调用中的裸参数可能会损害可读性。当参数名称的含义不明显时,请为参数添加C样式注释(/* … */)。

Bad

// func printInfo(name string, isLocal, done bool)

printInfo("foo", true, true)

vs.

Good

// func printInfo(name string, isLocal, done bool)

printInfo("foo", true /* isLocal */, true /* done */)

更好的作法是,将裸bool类型替换为自定义类型,以获得更易读和类型安全的代码。将来,该参数不仅允许两个状态(true/false)。

type Region int

const (
  UnknownRegion Region = iota
  Local
)

type Status int

const (
  StatusReady = iota + 1
  StatusDone
  // Maybe we will have a StatusInProgress in the future.
)

func printInfo(name string, region Region, status Status)

使用原始字符串字面值,避免转义

Go支持原始字符串字面值,可以跨越多行并包含引号。使用这些字符串可以避免更难阅读的手工转义的字符串。

Bad

wantError := "unknown name:\"test\""

vs.

Good

wantError := `unknown error:"test"`

初始化结构体引用

在初始化结构引用时,请使用&T{}代替new(T),以使其与结构体初始化一致。

Bad

sval := T{Name: "foo"}

// 不一致
sptr := new(T)
sptr.Name = "bar"

vs.

Good

sval := T{Name: "foo"}

sptr := &T{Name: "bar"}

格式化字符串放在Printf外部

如果你为Printf-style函数声明格式字符串,请将格式化字符串放在外面,并将其设置为const常量。

这有助于go vet对格式字符串执行静态分析。

Bad

msg := "unexpected values %v, %v\n"
fmt.Printf(msg, 1, 2)

vs.

Good

const msg = "unexpected values %v, %v\n"
fmt.Printf(msg, 1, 2)

命名Printf样式的函数

声明Printf-style函数时,请确保go vet可以检测到它并检查格式字符串。

这意味着您应尽可能使用预定义的Printf-style函数名称。go vet将默认检查这些。有关更多信息,请参见Printf系列

如果不能使用预定义的名称,请以f结束选择的名称:Wrapf,而不是Wrap。go vet可以要求检查特定的Printf样式名称,但名称必须以f结尾。

$ go vet -printfuncs = wrapf,statusf

另请参阅”go vet:Printf家族检查“。

五. 模式

测试表

在核心测试逻辑重复时,将表驱动测试与子测试一起使用,以避免重复代码。

Bad

// func TestSplitHostPort(t *testing.T)

host, port, err := net.SplitHostPort("192.0.2.0:8000")
require.NoError(t, err)
assert.Equal(t, "192.0.2.0", host)
assert.Equal(t, "8000", port)

host, port, err = net.SplitHostPort("192.0.2.0:http")
require.NoError(t, err)
assert.Equal(t, "192.0.2.0", host)
assert.Equal(t, "http", port)

host, port, err = net.SplitHostPort(":8000")
require.NoError(t, err)
assert.Equal(t, "", host)
assert.Equal(t, "8000", port)

host, port, err = net.SplitHostPort("1:8")
require.NoError(t, err)
assert.Equal(t, "1", host)
assert.Equal(t, "8", port)

vs.

Good

// func TestSplitHostPort(t *testing.T)

tests := []struct{
  give     string
  wantHost string
  wantPort string
}{
  {
    give:     "192.0.2.0:8000",
    wantHost: "192.0.2.0",
    wantPort: "8000",
  },
  {
    give:     "192.0.2.0:http",
    wantHost: "192.0.2.0",
    wantPort: "http",
  },
  {
    give:     ":8000",
    wantHost: "",
    wantPort: "8000",
  },
  {
    give:     "1:8",
    wantHost: "1",
    wantPort: "8",
  },
}

for _, tt := range tests {
  t.Run(tt.give, func(t *testing.T) {
    host, port, err := net.SplitHostPort(tt.give)
    require.NoError(t, err)
    assert.Equal(t, tt.wantHost, host)
    assert.Equal(t, tt.wantPort, port)
  })
}

测试表使向错误消息添加上下文,减少重复的逻辑以及添加新的测试用例变得更加容易。

我们遵循这样的约定:将结构体切片称为tests。 每个测试用例称为tt。此外,我们鼓励使用give和want前缀说明每个测试用例的输入和输出值。

tests := []struct{
  give     string
  wantHost string
  wantPort string
}{
  // ...
}

for _, tt := range tests {
  // ...
}

功能选项

功能选项是一种模式,您可以在其中声明一个不透明Option类型,该类型在某些内部结构中记录信息。您接受这些选项的可变编号,并根据内部结构上的选项记录的全部信息采取行动。

将此模式用于您需要扩展的构造函数和其他公共API中的可选参数,尤其是在这些功能上已经具有三个或更多参数的情况下。

Bad

// package db

func Connect(
  addr string,
  timeout time.Duration,
  caching bool,
) (*Connection, error) {
  // ...
}

// Timeout and caching must always be provided,
// even if the user wants to use the default.

db.Connect(addr, db.DefaultTimeout, db.DefaultCaching)
db.Connect(addr, newTimeout, db.DefaultCaching)
db.Connect(addr, db.DefaultTimeout, false /* caching */)
db.Connect(addr, newTimeout, false /* caching */)

vs.

Good

type options struct {
  timeout time.Duration
  caching bool
}

// Option overrides behavior of Connect.
type Option interface {
  apply(*options)
}

type optionFunc func(*options)

func (f optionFunc) apply(o *options) {
  f(o)
}

func WithTimeout(t time.Duration) Option {
  return optionFunc(func(o *options) {
    o.timeout = t
  })
}

func WithCaching(cache bool) Option {
  return optionFunc(func(o *options) {
    o.caching = cache
  })
}

// Connect creates a connection.
func Connect(
  addr string,
  opts ...Option,
) (*Connection, error) {
  options := options{
    timeout: defaultTimeout,
    caching: defaultCaching,
  }

  for _, o := range opts {
    o.apply(&options)
  }

  // ...
}

// Options must be provided only if needed.

db.Connect(addr)
db.Connect(addr, db.WithTimeout(newTimeout))
db.Connect(addr, db.WithCaching(false))
db.Connect(
  addr,
  db.WithCaching(false),
  db.WithTimeout(newTimeout),
)

还可以参考下面资料:


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