JS `Error Stacks` (提案) `Standardized ` `Frame Information` 与 `Source Map` 集成

各位早上好！今天咱们来聊聊一个让前端老鸟都头疼，新手更是抓瞎的问题：JS错误堆栈，以及如何让它变得靠谱点。具体来说，就是提案中的“Standardized Frame Information”和“Source Map集成”。

一、 认识咱们的老朋友：JS Error Stacks

先来说说啥是JS Error Stack。简单来说，就是当你的JavaScript代码出错时，浏览器会生成一份“错误报告”，告诉你错误发生在哪里，以及调用栈的轨迹。这东西就像侦探小说里的线索，能帮你追踪bug的源头。

举个栗子：

function a() {
  b();
}

function b() {
  c();
}

function c() {
  throw new Error("出错了！");
}

try {
  a();
} catch (e) {
  console.error(e.stack);
}

这段代码会抛出一个错误，然后 console.error(e.stack) 会打印出类似这样的堆栈信息：

Error: 出错了！
    at c (script.js:9:9)
    at b (script.js:5:3)
    at a (script.js:1:3)
    at script.js:13:3

这堆东西就是堆栈信息。每一行都代表一个函数调用，从上到下依次是错误发生的地点，以及调用它的函数，一直追溯到最初的调用者。

二、 坑爹的现状：Error Stacks 的不足之处

虽然Error Stack能提供线索，但它也存在不少问题：

1. 不标准： 不同浏览器（Chrome, Firefox, Safari, Edge）生成的堆栈格式千差万别。这意味着你写一个解析堆栈的工具，得为每个浏览器单独适配，想想都头大。
2. 不准确： 压缩、混淆后的代码，堆栈信息里的行号、列号都是错的。你在控制台点进去，看到的可能是一堆乱码，根本没法debug。
3. 信息不全： 有时候堆栈信息里只包含函数名和行号，缺少文件名、列号等更详细的信息。

这就导致Error Stack的可用性大打折扣，特别是在大型项目中，排查bug简直像大海捞针。

三、 救星来了：Standardized Frame Information

为了解决这些问题，就有了“Standardized Frame Information”的提案。它的目标是：

1. 标准化堆栈帧的格式： 统一不同浏览器生成的堆栈信息格式，方便工具解析和处理。
2. 提供更详细的信息： 除了函数名和行号，还要包含文件名、列号、原始函数名等信息。
3. 支持Source Map： 能够将压缩、混淆后的堆栈信息还原成原始代码的堆栈信息。

简单来说，就是让Error Stack更标准、更准确、更易用。

提案中定义了一种标准的堆栈帧格式，大概是这样的：

{
  "functionName": "c", // 函数名
  "script": "script.js", // 文件名
  "lineNumber": 9, // 行号
  "columnNumber": 9, // 列号
  "originalFunctionName": "c", // 原始函数名 (如果经过混淆)
  "originalScript": "src/c.js", // 原始文件名 (如果经过混淆)
  "originalLineNumber": 5, // 原始行号 (如果经过混淆)
  "originalColumnNumber": 3 // 原始列号 (如果经过混淆)
}

有了这种标准格式，我们就可以更容易地编写工具来解析和处理堆栈信息。

四、 Source Map：还原代码的魔法

要让堆栈信息准确地指向原始代码，Source Map就派上用场了。

Source Map是一个文件，它记录了压缩、混淆后的代码和原始代码之间的映射关系。通过Source Map，我们可以将压缩后的代码的行号、列号还原成原始代码的行号、列号。

现在流行的构建工具（Webpack, Parcel, Rollup）都支持生成Source Map。你只需要在配置中开启Source Map选项，它们就会自动生成对应的.map文件。

举个栗子：

假设我们有一段原始代码 src/index.js:

function greet(name) {
  console.log("Hello, " + name + "!");
}

greet("World");

经过压缩后，变成了 dist/index.js:

function greet(n){console.log("Hello, "+n+"!")}greet("World");

同时，还会生成一个 dist/index.js.map 文件，里面包含了原始代码和压缩后代码的映射关系。

当 dist/index.js 抛出错误时，堆栈信息里的行号、列号指向的是压缩后的代码。但是，如果浏览器支持Source Map，它会自动加载对应的.map文件，并将堆栈信息还原成原始代码的行号、列号。

五、 如何利用 Standardized Frame Information 和 Source Map

那么，我们如何利用Standardized Frame Information和Source Map来提升debug效率呢？

1. 开启Source Map： 在你的构建工具中开启Source Map选项。
2. 使用支持Source Map的工具： 比如，Chrome DevTools, Firefox Developer Tools都内置了Source Map支持。
3. 编写自己的堆栈解析工具： 如果你需要更高级的堆栈分析功能，可以编写自己的堆栈解析工具。

下面是一个简单的堆栈解析工具的示例：

// 假设我们已经获取到了标准的堆栈信息
const stackFrame = {
  "functionName": "c",
  "script": "script.js",
  "lineNumber": 9,
  "columnNumber": 9,
  "originalFunctionName": "c",
  "originalScript": "src/c.js",
  "originalLineNumber": 5,
  "originalColumnNumber": 3
};

function parseStackFrame(frame) {
  let result = "";
  if (frame.originalFunctionName) {
    result += `Function: ${frame.originalFunctionName}n`;
  } else {
    result += `Function: ${frame.functionName}n`;
  }

  if (frame.originalScript) {
    result += `File: ${frame.originalScript}:${frame.originalLineNumber}:${frame.originalColumnNumber}n`;
  } else {
    result += `File: ${frame.script}:${frame.lineNumber}:${frame.columnNumber}n`;
  }

  return result;
}

console.log(parseStackFrame(stackFrame));

这个工具接收一个标准的堆栈帧对象，然后将其格式化成易于阅读的字符串。

六、 实际案例：一个更复杂的例子

咱们来个更复杂的例子，模拟一个真实的项目场景。

1. 项目结构：

my-project/
├── src/
│   ├── utils.js
│   └── index.js
├── webpack.config.js
└── package.json

2. src/utils.js:

export function add(a, b) {
  console.log("Adding numbers...");
  return a + b;
}

3. src/index.js:

import { add } from './utils.js';

function calculate(x, y) {
  try {
    const result = add(x, y);
    console.log("Result:", result);
    if (result > 10) {
      throw new Error("Result is too big!");
    }
    return result;
  } catch (error) {
    console.error("An error occurred:", error.message);
    throw error; // 重新抛出错误，以便捕获堆栈信息
  }
}

try {
  calculate(5, 6);
} catch (error) {
  console.error("Global error handler:", error.stack);
}

4. webpack.config.js:

const path = require('path');

module.exports = {
  entry: './src/index.js',
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
    filename: 'bundle.js',
  },
  devtool: 'source-map', // 开启Source Map
  mode: 'production'  // 设置为production以进行代码压缩
};

5. package.json:

{
  "name": "my-project",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "build": "webpack",
    "start": "webpack serve"
  },
  "keywords": [],
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "webpack": "^5.0.0",
    "webpack-cli": "^4.0.0",
    "webpack-dev-server": "^4.0.0"
  }
}

6. 构建项目:

npm install
npm run build

现在， dist 目录下会生成 bundle.js 和 bundle.js.map 两个文件。

7. 运行 dist/bundle.js (例如在HTML中引入):

由于我们在 calculate 函数中故意抛出了一个错误，所以控制台会打印出堆栈信息。因为开启了Source Map，所以堆栈信息会指向原始代码 src/index.js 和 src/utils.js 的位置，而不是压缩后的 bundle.js 。

堆栈信息示例:

An error occurred: Result is too big!
bundle.js:1 Global error handler: Error: Result is too big!
    at calculate (index.js:10:13)
    at index.js:16:3

如果你在Chrome DevTools中查看，点击堆栈信息中的链接，DevTools会自动加载Source Map，并将你带到 src/index.js 的第10行，也就是抛出错误的那一行。

七、 工具推荐

• Sentry/Bugsnag: 这些是流行的错误追踪服务，它们会自动捕获JS错误，并提供详细的堆栈信息，包括Source Map支持。
• Rollbar: 另一个错误追踪服务，功能类似Sentry和Bugsnag。
• Error Monitoring SDKs: 许多公司都提供自己的错误监控SDK，例如 New Relic, Datadog。
• Source Map Explorer: 这是一个方便的工具，可以分析Source Map的大小和内容，帮助你优化Source Map的生成过程。

八、 总结与展望

Standardized Frame Information和Source Map是解决JS错误堆栈问题的关键。它们能够让堆栈信息更标准、更准确、更易用，从而大大提升我们的debug效率。虽然目前Standardized Frame Information还只是一个提案，但相信在不久的将来，它会成为浏览器的标配。

特性	现状	未来 (Standardized Frame Information + Source Map)
堆栈格式	不同浏览器差异大，难以统一解析	标准化的堆栈帧格式，方便工具解析
堆栈信息准确性	压缩、混淆后，行号、列号错误	通过Source Map还原到原始代码位置
缺失信息	可能缺少文件名、列号等详细信息	提供更详细的信息，例如文件名、列号、原始函数名等
Debug效率	较低，难以定位问题	大大提升，快速定位到原始代码的错误位置
错误追踪工具集成	难度较大，需要针对不同浏览器进行适配	更容易集成，只需要解析标准化的堆栈信息即可
对前端开发者的价值	帮助有限，很多时候需要手动debug	极大地提升开发效率，降低debug成本
对大型项目维护的意义	维护成本高，排查问题困难	降低维护成本，快速定位和解决问题
对自动化测试的价值	自动化测试失败时，难以快速定位问题	自动化测试失败时，可以快速定位到出错的代码位置
对用户体验的提升	间接提升，减少bug，提升应用稳定性	直接提升，减少bug，应用更稳定，用户体验更好
对前端监控平台的价值	监控平台数据准确性受影响	监控平台数据更准确，可以更好地了解应用的运行状况
对前端团队协作的价值	团队成员之间沟通和协作效率低	团队成员之间可以更高效地沟通和协作，共同解决问题
对开源社区的贡献	促进开源工具和框架的开发和改进	推动开源社区的发展，促进更多优秀工具和框架的诞生
对前端生态系统的影响	促进前端生态系统的发展和完善	构建更健壮、更高效的前端生态系统
与其他技术的关联	与构建工具、错误追踪服务、监控平台等密切相关	更好地与构建工具、错误追踪服务、监控平台等集成，形成更完善的开发流程
对未来前端发展的意义	为未来前端发展奠定基础	为未来前端发展提供更可靠的基础设施，推动前端技术不断进步
对提高前端工程师技能的帮助	促使前端工程师更加关注代码质量和debug技巧	促使前端工程师掌握更先进的debug技术，提高解决问题的能力
对企业降低开发成本的贡献	降低开发和维护成本，提高开发效率	帮助企业降低开发成本，提高开发效率，提升产品竞争力
对提高用户满意度的帮助	通过减少bug和提高应用稳定性来提高用户满意度	通过减少bug和提高应用稳定性来提高用户满意度，提升用户忠诚度
对前端领域创新带来的影响	激发前端领域创新，促进更多优秀技术和工具的诞生	激发前端领域创新，促进更多优秀技术和工具的诞生，推动前端技术不断发展

希望今天的分享能帮到大家，让debug不再是噩梦，而是变成一种乐趣！ 谢谢大家！