精读《捕获所有异步 error》

成熟的产品都有较高的稳定性要求，仅前端就要做大量监控、错误上报，后端更是如此，一个未考虑的异常可能导致数据错误、服务雪崩、内存溢出等等问题，轻则每天焦头烂额的处理异常，重则引发线上故障。

假设代码逻辑没有错误，那么剩下的就是异常错误了。

由于任何服务、代码都可能存在外部调用，只要外部调用存在不确定性，代码就可能出现异常，所以捕获异常是一个非常重要的基本功。

所以本周就精读 How to avoid uncaught async errors in Javascript 这篇文章，看看 JS 如何捕获异步异常错误。

概述

之所以要关注异步异常，是因为捕获同步异常非常简单：

try {
  ;(() => {
    throw new Error('err')
  })()
} catch (e) {
  console.log(e) // caught
}

但异步错误却无法被直接捕获，这不太直观：

try {
  ;(async () => {
    throw new Error('err') // uncaught
  })()
} catch (e) {
  console.log(e)
}

原因是异步代码并不在 try catch 上下文中执行，唯一的同步逻辑只有创建一个异步函数，所以异步函数内的错误无法被捕获。

要捕获 async 函数内的异常，可以调用 .catch，因为 async 函数返回一个 Promise：

;(async () => {
  throw new Error('err')
})().catch((e) => {
  console.log(e) // caught
})

当然也可以在函数体内直接用 try catch：

;(async () => {
  try {
    throw new Error('err')
  } catch (e) {
    console.log(e) // caught
  }
})()

类似的，如果在循环体里捕获异常，则要使用 Promise.all：

try {
  await Promise.all(
    [1, 2, 3].map(async () => {
      throw new Error('err')
    })
  )
} catch (e) {
  console.log(e) // caught
}

也就是说 await 修饰的 Promise 内抛出的异常，可以被 try catch 捕获。

但不是说写了 await 就一定能捕获到异常，一种情况是 Promise 内再包含一个异步：

new Promise(() => {
  setTimeout(() => {
    throw new Error('err') // uncaught
  }, 0)
}).catch((e) => {
  console.log(e)
})

这个情况要用 reject 方式抛出异常才能被捕获：

new Promise((res, rej) => {
  setTimeout(() => {
    rej('err') // caught
  }, 0)
}).catch((e) => {
  console.log(e)
})

另一种情况是，这个 await 没有被执行到：

const wait = (ms) => new Promise((res) => setTimeout(res, ms))

;(async () => {
  try {
    const p1 = wait(3000).then(() => {
      throw new Error('err')
    }) // uncaught
    await wait(2000).then(() => {
      throw new Error('err2')
    }) // caught
    await p1
  } catch (e) {
    console.log(e)
  }
})()

p1 等待 3s 后抛出异常，但因为 2s 后抛出了 err2 异常，中断了代码执行，所以 await p1 不会被执行到，导致这个异常不会被 catch 住。

而且有意思的是，如果换一个场景，提前执行了 p1，等 1s 后再 await p1，那异常就从无法捕获变成可以捕获了，这样浏览器会怎么处理？

const wait = (ms) => new Promise((res) => setTimeout(res, ms))

;(async () => {
  try {
    const p1 = wait(1000).then(() => {
      throw new Error('err')
    })
    await wait(2000)
    await p1
  } catch (e) {
    console.log(e)
  }
})()

结论是浏览器 1s 后会抛出一个未捕获异常，但再过 1s 这个未捕获异常就消失了，变成了捕获的异常。

这个行为很奇怪，当程序复杂时很难排查，因为并行的 Promise 建议用 Promise.all 处理：

await Promise.all([
  wait(1000).then(() => {
    throw new Error('err')
  }), // p1
  wait(2000),
])

另外 Promise 的错误会随着 Promise 链传递，因此建议把 Promise 内多次异步行为改写为多条链的模式，在最后 catch 住错误。

还是之前的例子，Promise 无法捕获内部的异步错误：

new Promise((res, rej) => {
  setTimeout(() => {
    throw Error('err')
  }, 1000) // 1
}).catch((error) => {
  console.log(error)
})

但如果写成 Promise Chain，就可以捕获了：

new Promise((res, rej) => {
  setTimeout(res, 1000) // 1
})
  .then((res, rej) => {
    throw Error('err')
  })
  .catch((error) => {
    console.log(error)
  })

原因是，用 Promise Chain 代替了内部多次异步嵌套，这样多个异步行为会被拆解为对应 Promise Chain 的同步行为，Promise 就可以捕获啦。

最后，DOM 事件监听内抛出的错误都无法被捕获：

document.querySelector('button').addEventListener('click', async () => {
  throw new Error('err') // uncaught
})

同步也一样：

document.querySelector('button').addEventListener('click', () => {
  throw new Error('err') // uncaught
})

只能通过函数体内 try catch 来捕获。

精读

我们开篇提到了要监控所有异常，仅通过 try catch、then 捕获同步、异步错误还是不够的，因为这些是局部错误捕获手段，当我们无法保证所有代码都处理了异常时，需要进行全局异常监控，一般有两种方法：

• window.addEventListener('error')
• window.addEventListener('unhandledrejection')

error 可以监听所有同步、异步的运行时错误，但无法监听语法、接口、资源加载错误。而 unhandledrejection 可以监听到 Promise 中抛出的，未被 .catch 捕获的错误。

在具体的前端框架中，也可以通过框架提供的错误监听方案解决部分问题，比如 React 的 Error Boundaries、Vue 的 error handler，一个是 UI 组件级别的，一个是全局的。

回过头来看，本身 js 提供的 try catch 错误捕获是非常有效的，之所以会遇到无法捕获错误的经常，大多是因为异步导致的。

然而大部分异步错误，都可以通过 await 的方式解决，我们唯一要注意的是，await 仅支持一层，或者说一条链的错误监听，比如这个例子是可以监听到错误的：

try {
  await func1()
} catch (err) {
  // caught
}

async function func1() {
  await func2()
}

async function func2() {
  throw Error('error')
}

也就是说，只要这一条链内都被 await 住了，那么最外层的 try catch 就能捕获异步错误。但如果有一层异步又脱离了 await，那么就无法捕获了：

async function func2() {
  setTimeout(() => {
    throw Error('error') // uncaught
  })
}

针对这个问题，原文也提供了例如 Promise.all、链式 Promise、.catch 等方法解决，因此只要编写代码时注意对异步的处理，就可以用 try catch 捕获这些异步错误。

总结

关于异步错误的处理，如果还有其它未考虑到的情况，欢迎留言补充。

讨论地址是：精读《捕获所有异步 error》· Issue #350 · dt-fe/weekly

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