Restful API 中的错误处理 - 好文

简介

随着移动开发和前端开发的崛起，越来越多的 Web 后端应用都倾向于实现 Restful API。
Restful API 是一个简单易用的前后端分离方案，它只需要对客户端请求进行处理，然后返回结果即可，
无需考虑页面渲染，一定程度上减轻了后端开发人员的负担。
然而，正是由于 Restful API 不需要考虑页面渲染，导致它不能在页面上展示错误信息。
那就意着当出现错误的时候，它只能通过返回一个错误的响应，来告诉用户和开发者相应的错误信息，提示他们接下来应该怎么办。
本文将讨论 Restful API 中的错误处理方案。

设计错误信息

当 Restful API 需要抛出错误的时候，我们要考虑的是：这个错误应该包含哪些信息。
我们先看看 Github, Google, Facebook, Twitter, Twilio 的错误信息是怎样的。

Github (use http status)
{ "message": "Validation Failed", "errors": [ { "resource": "Issue", "field":
"title", "code": "missing_field" } ] }
Google (use http status)
{ "error": { "errors": [ { "domain": "global", "reason":
"insufficientFilePermissions", "message": "The user does not have sufficient
permissions for file {fileId}." } ], "code": 403, "message": "The user does not
have sufficient permissions for file {fileId}." } }
Facebook (use http status)
{ "error": { "message": "Message describing the error", "type":
"OAuthException", "code": 190, "error_subcode": 460, "error_user_title": "A
title", "error_user_msg": "A message", "fbtrace_id": "EJplcsCHuLu" } }
Twitter (use http status)
{ "errors": [ { "message": "Sorry, that page does not exist", "code": 34 } ] }
Twilio (use http status)
{ "code": 21211, "message": "The 'To' number 5551234567 is not a valid phone
number.", "more_info": "https://www.twilio.com/docs/errors/21211", "status":
400 }
观察这些结构可以发现它们都有一些共同的地方：

* 都利用了 Http 状态码

* 有些返回了业务错误码

* 都提供了给用户看的错误提示信息

* 有些提供了给开发者看的错误信息
Http 状态码

在 Restful API 中利用 Http 状态码来表明错误类型再合适不过了，因为 Http 状态码定义了很多抽象的错误类型。
虽然 Http 状态码定义了非常多的错误类型，但实际应用中，我们常用的状态码并不多，通常都是下面这几方面：

* API 正常工作 (200, 201)

* 客户端错误 (400, 401, 403, 404)

* 服务端错误 (500, 503)
业务错误码

很多时候，我们根据业务类型来自定义错误码。
这些业务错误码与 Http 状态码并不重叠，这时候我们可以返回业务错误码，用来提示用户/开发者错误类型。

给用户看的错误信息

当出现错误的时候，我们需要提示用户如何处理这种情况，通常这种错误信息都是必须的。
可以看到上面几个例子中都有返回给用户看的错误信息。

给开发者看的错误信息

若我们的 API 需要开放给第三方开发者，那么我们就需要考虑返回一些给开发者看的错误信息。

设计错误类型

我们刚才提到过，可以利用 Http 状态码来为错误类型进行分类。
通常我们所说的分类通常是对客户端错误进行分类，即 4xx 类型的错误。

而这些错误类型中，我们最常用的是：

* 400 Bad Request
由于包含语法错误，当前请求无法被服务器理解。除非进行修改，否则客户端不应该重复提交这个请求。
通常在请求参数不合法或格式错误的时候可以返回这个状态码。

* 401 Unauthorized
当前请求需要用户验证。
通常在没有登录的状态下访问一些受保护的 API 时会用到这个状态码。

* 403 Forbidden
服务器已经理解请求，但是拒绝执行它。与401响应不同的是，身份验证并不能提供任何帮助。
通常在没有权限操作资源时(如修改/删除一个不属于该用户的资源时)会用到这个状态码。

* 404 Not Found
请求失败，请求所希望得到的资源未被在服务器上发现。
通常在找不到资源时返回这个状态码。
尽管我们可以通过 Http 状态码来表示错误的类型，
但在实际应用中，如果仅仅使用 Http 状态码的话，我们的代码中就遍布 Http 状态码：
// Node.js if (!res.body.title) { res.statusCode = 400 } if (!user) {
res.statusCode = 401 } if (!post) { res.statusCode = 404 }
上面的实现方式在小项目中还可以接受，当项目变大、需求变多的时候，维护起来就变得很麻烦了。
为了提高错误的可读性和可维护性，我们需要对各种错误进行分类。
我个人习惯把错误分成以下几种类型：

* 格式错误 (FORMAT_INVALID)

* 数据不存在 (DATA_NOT_FOUND)

* 数据已存在 (DATA_EXISTED)

* 数据无效 (DATA_INVALID)

* 登录错误 (LOGIN_REQUIRED)

* 权限不足 (PERMISSION_DENIED)
错误分类之后，我们抛错误的时候就变得更加直观了：
if (!res.body.title) { throw new Error(ERROR.FORMAT_INVALID) } if (!user) {
throw new Error(ERROR.LOGIN_REQUIRED) } if (!post) { throw new
Error(ERROR.DATA_NOT_FOUND) } if (post.creator.id !== user.id) { throw new
Error(ERROR.PERMISSION_DENIED) }
这种形式比上面的写死状态码的方式方便很多，而且维护起来也更加简单。
但有一个问题，就是不能根据错误类型来返回指定的错误信息。

自定义错误类型

要实现根据错误类型来返回指定的错误信息，我们可以通过自定义错误的方式来实现。
假设我们自定义错误的结构如下：
{ "type": "", "code": 0, "message": "", "detail": "" }
我们需要做到如下几点：

* 根据错误类型来自动设置type, code, message

* detail 为可选项，用来描述该错误的具体原因 const ERROR = { FORMAT_INVALID: 'FORMAT_INVALID',
DATA_NOT_FOUND: 'DATA_NOT_FOUND', DATA_EXISTED: 'DATA_EXISTED', DATA_INVALID:
'DATA_INVALID', LOGIN_REQUIRED: 'LOGIN_REQUIRED', PERMISSION_DENIED:
'PERMISSION_DENIED' } const ERROR_MAP = { FORMAT_INVALID: { code: 1, message:
'The request format is invalid' }, DATA_NOT_FOUND: { code: 2, message: 'The
data is not found in database' }, DATA_EXISTED: { code: 3, message: 'The data
has exist in database' }, DATA_INVALID: { code: 4, message: 'The data is
invalid' }, LOGIN_REQUIRED: { code 5, message: 'Please login first' },
PERMISSION_DENIED: { code: 6, message: 'You have no permission to operate' } }
class CError extends Error { constructor(type, detail) { super()
Error.captureStackTrace(this, this.constructor) let error = ERROR_MAP[type] if
(!error) { error = { code: 999, message: 'Unknow error type' } } this.name =
'CError' this.type = error.code !== 999 ? type : 'UNDEFINED' this.code =
error.code this.message = error.message this.detail = detail } }
自定义好错误之后，我们调用起来就更加简单了：
// in controller if (!user) { throw new CError(ERROR.LOGIN_REQUIRED, 'You
should login first') } if (!req.body.title) { throw new
CError(ERROR.FORMAT_INVALID, 'Title is required') } if (!post) { throw new
CError(ERROR.DATA_NOT_FOUND, 'The post you required is not found') }
最后，还剩下一个问题，根据错误类型来设置状态码，然后返回错误信息给客户端。

捕获错误信息

在 Controller 中抛出自定义错误后，我们需要捕获该错误，才能返回给客户端。
假设我们使用 koa 2 作为 web 框架来开发 restful api，那么我们要做的是添加错误处理的中间件:
module.exports = async function errorHandler (ctx, next) { try { await next()
} catch (err) { let status switch (err.type) { case ERROR.FORMAT_INVALID: case
ERROR.DATA_EXISTED: case ERROR.DATA_INVALID: status = 400 break case
ERROR.LOGIN_REQUIRED: status = 401 case ERROR.PERMISSION_DENIED: status = 403
case ERROR.DATA_NOT_FOUND: status = 404 break default: status = 500 }
ctx.status = status ctx.body = err } } // in app.js app.use(errorHandler)
app.use(router.routes())
通过这种方式，我们就能优雅地处理 Restful API 中的错误信息了。

参考资料

https://zh.wikipedia.org/zh-hans/HTTP%E7%8A%B6%E6%80%81%E7%A0%81
<https://zh.wikipedia.org/zh-hans/HTTP状态码>
https://www.loggly.com/blog/node-js-error-handling/
<https://www.loggly.com/blog/node-js-error-handling/>
http://blog.restcase.com/rest-api-error-codes-101/
<http://blog.restcase.com/rest-api-error-codes-101/>
https://apigee.com/about/blg/technology/restful-api-design-what-about-errors
<https://apigee.com/about/blg/technology/restful-api-design-what-about-errors>
http://stackoverflow.com/questions/942951/rest-api-error-return-good-practices
<http://stackoverflow.com/questions/942951/rest-api-error-return-good-practices>
http://goldbergyoni.com/checklist-best-practices-of-node-js-error-handling/
<http://goldbergyoni.com/checklist-best-practices-of-node-js-error-handling/>
http://blogs.mulesoft.com/dev/api-dev/api-best-practices-response-handling/
<http://blogs.mulesoft.com/dev/api-dev/api-best-practices-response-handling/>
https://developers.facebook.com/docs/graph-api/using-graph-api/#errors
<https://developers.facebook.com/docs/graph-api/using-graph-api/#errors>
https://developers.google.com/drive/v3/web/handle-errors
<https://developers.google.com/drive/v3/web/handle-errors>
https://developer.github.com/v3/#client-errors
<https://developer.github.com/v3/#client-errors>
https://dev.twitter.com/overview/api/response-codes
<https://dev.twitter.com/overview/api/response-codes>
https://www.twilio.com/docs/api/errors <https://www.twilio.com/docs/api/errors>

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