Rust 错误处理：thiserror vs. anyhow

在 Rust 的世界中，错误处理是构建健壮且可靠应用程序的基石。与其他语言不同，Rust 将错误视为程序执行过程中不可或缺的一部分，并提供强大的工具来处理它们。其中， thiserror 和 anyhow 这两个库脱颖而出，为开发者提供了优雅且高效的错误处理机制。

thiserror：为库作者量身定制的错误类型定义利器

thiserror 的设计初衷是简化自定义错误类型的定义，它提供了一个方便的派生宏，用于实现标准库 std::error::Error trait。

thiserror 的核心功能

1. 便捷的错误类型定义 : 使用 #[derive(Error, Debug)] 注解，可以轻松地为枚举或结构体实现 Error trait，从而将其转换为自定义错误类型。

use thiserror::Error;
#[derive(Error, Debug)]
pubenumMyError {
#[error("IO error: {0}")]
Io(#[from] std::io::Error),
#[error("Parse error: {0}")]
Parse(#[from] std::num::ParseIntError),
#[error("Custom error: {msg}")]
Custom { msg: String },
}


2. 灵活的错误信息格式化 : #[error("...")] 属性支持占位符，可以方便地引用错误类型中的字段，生成结构化的错误信息。

#[derive(Error, Debug)]
pubenumFormatExample {
#[error("Error code {code}")]
Simple { code: i32 },
#[error("Complex error: {msg} (code: {code})")]
Complex { msg: String, code: i32 },
#[error("Error with source: {0}")]
WithSource(#[source] AnotherError),
}


3. 自动实现 From trait : #[from] 属性可以自动实现 From trait，方便地将其他错误类型转换为自定义错误类型。

#[derive(Error, Debug)]
pubenumMyError {
// ...
#[error("IO error: {0}")]
Io(#[from] std::io::Error),
// ...
}


thiserror 与 Anyhow 的比较

thiserror 侧重于为库作者提供定义明确的错误类型，而 anyhow 更适合在应用程序开发中处理各种可能的错误情况。

thiserror 的局限性

anyhow：应用程序级别错误处理的利器

anyhow 提供了 anyhow::Error ，这是一个基于 trait 的错误类型，用于在 Rust 应用程序中轻松处理各种错误。

anyhow 的主要功能

1. 统一的错误处理 : 使用 Result<T, anyhow::Error> 或 anyhow::Result<T> 作为任何可能失败的函数的返回类型，并使用 ? 运算符轻松地传播任何实现 std::error::Error trait 的错误。

use anyhow::Result;
fnget_cluster_info() -> Result<ClusterMap> {
let config = std::fs::read_to_string("cluster.json")?;
let map: ClusterMap = serde_json::from_str(&config)?;
Ok(map)
}

2. 丰富的错误上下文 : 使用 context 或 with_context 方法为低级错误添加更多上下文信息，有助于故障排除。

use anyhow::{Context, Result};
fnmain() -> Result<()> {
// ...
it.detach().context("Failed to detach the important thing")?;
let content = std::fs::read(path)
.with_context(|| format!("Failed to read instrs from {}", path))?;
// ...
}

3. 灵活的错误向下转换 : 支持按值、共享引用或可变引用进行向下转换。

// 如果错误是由 redaction 引起的，则返回一个
// tombstone 而不是内容。
match root_cause.downcast_ref::<DataStoreError>() {
Some(DataStoreError::Censored(_)) => Ok(Poll::Ready(REDACTED_CONTENT)),
None => Err(error),
}


4. 自动回溯 : 在 Rust 1.65 及更高版本中，如果底层错误类型没有提供自己的回溯， anyhow 将捕获并打印回溯。

5. 与自定义错误类型集成 : anyhow 可以与任何实现 std::error::Error 的错误类型一起使用，包括在你的 crate 中定义的错误类型。

use thiserror::Error;
#[derive(Error, Debug)]
pubenumFormatError {
#[error("Invalid header (expected {expected:?}, got {found:?})")]
InvalidHeader {
expected: String,
found: String,
},
#[error("Missing attribute: {0}")]
MissingAttribute(String),
}

6. 便捷的错误构建 : 提供 anyhow! 宏用于构建一次性错误消息，支持字符串插值；还提供 bail! 宏作为提前返回错误的简写。

returnErr(anyhow!("Missing attribute: {}", missing));
bail!("Missing attribute: {}", missing);


7. no_std 支持 : anyhow 支持 no_std 模式，几乎所有 API 都可用并以相同的方式工作。

弃用的错误处理库

一些曾经广泛使用的库，例如 failure 和 error-chain ，由于长期缺乏维护，现在基本上已经被废弃。

总结

thiserror 和 anyhow 是 Rust 生态系统中两个优秀的错误处理库，它们为开发者提供了强大的工具来构建健壮且可靠的应用程序。 thiserror 专注于为库作者提供便捷的自定义错误类型定义方式，而 anyhow 则致力于简化应用程序级别的错误处理。选择合适的工具取决于具体的应用场景。

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