错误处理

不可恢复的错误与panic!宏

rust语言的错误处理：

• rust语言具有较高的可靠性，有完备的错误处理机制，大部分情况下，能在编译是提示错误，并处理完错误。
• rust没有类似异常处理的机制

错误的分类：

• 可恢复错误：使用Result<T, E>机制，如文件未找到，可再次尝试。
• 不可恢复：bug，使用panic!宏处理，当执行该宏时，程序立即终止，如索引越界访问。

当panic!宏执行时：

• 程序会打印一个错误信息
• 展开（unwind）、清理调用栈（Stack）
• 退出程序

为应对panic，展开或中止（abort）调用栈。
默认情况下，当panic发生时，会执行：

• 程序展开调用栈（工作量大）：rust沿着调用栈往回走，清理每个遇到的函数中的数据。
• 或立即中止调用栈：不进行清理，直接停止程序，内存则需要OS进行清理。

如果想让二进制文件更小，可把设置从“展开”改为“中止”：

• 在Cargo.toml中适当的profile部分设置：panic = 'abort'

[profile.release]
panic = 'abort'

使用panic!产生的回溯信息

• panic!可能出现在自己开发的代码和依赖的代码中，可通过panic!函数回溯信息来定位引起问题的代码。
• 可通过设置环境变量RUST_BACKTRACE获得回溯信息。
• 为了获取带有调试信息的回溯，必须启用调试符号（执行Cargo run命令时不带 --release）。

fn main() {
    panic!("panic test");
}
/* 运行结果：
thread 'main' panicked at 'panic test', src\main.rs:2:5
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
error: process didn't exit successfully: `target\debug\hello_cargo.exe` (exit code: 101)
*/

另一个例子：

fn main() {
    let v = vec![1, 2];
    v[5];
}
/* 运行结果：
thread 'main' panicked at 'index out of bounds: the len is 2 but the index is 5', src\main.rs:3:5
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
*/

根据提示，如果设置RUST_BACKTRACE=1环境变量就可显示backtrace，就可看到真正发生panic的地方了

>set RUST_BACKTRACE=1 && cargo run
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.01s
     Running `target\debug\hello_cargo.exe`
thread 'main' panicked at 'index out of bounds: the len is 2 but the index is 5', src\main.rs:3:5
stack backtrace:
   0: std::panicking::begin_panic_handler
             at /rustc/5680fa18feaa87f3ff04063800aec256c3d4b4be/library\std\src\panicking.rs:593
   1: core::panicking::panic_fmt
             at /rustc/5680fa18feaa87f3ff04063800aec256c3d4b4be/library\core\src\panicking.rs:67
   2: core::panicking::panic_bounds_check
             at /rustc/5680fa18feaa87f3ff04063800aec256c3d4b4be/library\core\src\panicking.rs:162
   3: core::slice::index::impl$2::index<i32>
             at /rustc/5680fa18feaa87f3ff04063800aec256c3d4b4be\library\core\src\slice\index.rs:261
   4: alloc::vec::impl$12::index<i32,usize,alloc::alloc::Global>
             at /rustc/5680fa18feaa87f3ff04063800aec256c3d4b4be\library\alloc\src\vec\mod.rs:2675
   5: hello_cargo::main
             at .\src\main.rs:3
   6: core::ops::function::FnOnce::call_once<void (*)(),tuple$<> >
             at /rustc/5680fa18feaa87f3ff04063800aec256c3d4b4be\library\core\src\ops\function.rs:250
note: Some details are omitted, run with `RUST_BACKTRACE=full` for a verbose backtrace.
error: process didn't exit successfully: `target\debug\hello_cargo.exe` (exit code: 101)

可见第5个栈信息是测试代码，其他是库代码。提示显示可设置RUST_BACKTRACE=full可获得一详细的backtrace。

可恢复的错误与Result

通常情况下，会对程序运行可能的错误进行处理，而不是让程序终止运行，而且很多错误也是通过一定处理后便可继续运行，rust中采用Result枚举来处理错误。

Result枚举的定义

enum Result<T, E> {
  OK(T),
  Err(E),
}

• T: 操作成功的情况，OK变体里返回数据的类型。
• E：操作失败的情况，Err变体里返回错误的类型。

处理Result的一种方式：使用match表达式。
和Option枚举一样，Result及其变体也是由prelude带入作用域的，所以使用OK和Err变体时不需要写成Result::OK的格式了。

use std::fs::File;
fn main() {
    let f = File::open("test.txt"); // 返回值就是个Result类型，std::result::Result<std::fs::File, std::io::Error>类型
    // 打开文件可能发生文件不存在的错误，如果成功则返回std::fs::File类型，不存在或无权限等导致不成功则返回io::Err错误
    let fp = match f {
        Ok(file) => file, // 如果成功则返回file实体，使得fp = file
        Err(error) => {
            panic!("Err msg: {:?}", error) // 这里可不用;号，加上也可
        },
    };
}
// 运行结果：thread 'main' panicked at 'Err msg: Os { code: 2, kind: NotFound, message: "系统找不到指定的文件。" }', src\main.rs:8:13

还可匹配不同的错误
如上述文件打开可能的错误是std::io::Error类型，也是一个struct，提供一错误类型方法kind()，返回值是一std::io::ErrorKind枚举，里边的变体用于描述可能发生IO错误，比如NotFound错误。

use std::fs::File;
use std::io::ErrorKind;

fn main() {
    let f = File::open("test.txt");
    let fp = match f {
        Ok(file) => file,
        Err(error) => match error.kind() { // 如果打开失败则创建文件
            ErrorKind::NotFound => match File::create("test.txt") { // 创建也可能失败，所以需要继续match
                Ok(fc) => fc,
                Err(e) => panic!("Err creat file: {:?}", e),
            },
            other_err => panic!("Err open file: {:?}", other_err),
        },
    };
}

运行结果是在项目目录下创建了一个文件test.txt。

上述代码中使用了很多match，代码很原始，可使用闭包（closure）。
Result<T, E>有很多方法：可接收闭包作为参数，使用match实现，可使上述代码更简洁，减少match嵌套。

use std::fs::File;
use std::io::ErrorKind;
fn main() {
    let f = File::open("test.txt").unwrap_or_else(|error| {
        if error.kind() == ErrorKind::NotFound {
            File::create("test.txt").unwrap_or_else(|error| {
                panic!("err create file: {:?}", error);
            })
        } else {
            panic!("Err open file: {:?}", error);
        }
    });
}

unwrap方法

unwrap：match表达式的一个快捷方法。