JavaScript内核与高级编程之：`JavaScript`的`Error Cause`：在 `JavaScript` `try…catch` 中如何链接错误栈。

各位观众老爷们，今天咱们来聊聊 JavaScript 里一个比较新的特性，叫做“Error Cause”，中文可以理解成“错误原因”。这玩意儿就像侦探小说里的线索，能帮你把一堆错误事件串联起来，找到真正的幕后黑手。尤其是在 try...catch 结构里，它能让你的错误处理更上一层楼。

先别急着打瞌睡，这玩意儿其实挺有用的。咱们先从一个常见的问题说起：

一、错误处理的痛点：孤立的错误信息

想象一下，你写了一个复杂的 Web 应用，用户反馈说某个功能报错了。你打开控制台一看，好家伙，一个 TypeError 劈头盖脸砸过来，错误信息是 "Cannot read property ‘name’ of undefined"。

这时候你的内心一定是：

• "What? 哪个地方的 ‘name’ 属性是 undefined？"
• "这错误是从哪儿冒出来的？"
• "天啊，我到底该从哪儿开始调试？"

这就是传统错误处理的痛点：错误信息往往是孤立的，缺乏上下文。你只能靠肉眼 Debugging，大海捞针，效率低下，头发日渐稀疏。

二、Error Cause 的闪亮登场：追溯错误的根源

Error Cause 的出现，就是为了解决这个问题。它允许你在抛出一个新的错误时，把原始的错误作为原因（cause）链接到新的错误对象上。这样，你就可以沿着错误链追溯到最初的错误源头，就像侦探沿着线索追踪罪犯一样。

三、Error Cause 的基本用法

Error Cause 的用法非常简单，只需要在创建 Error 对象时，传入一个 options 对象，其中包含 cause 属性。这个 cause 属性的值可以是任何 JavaScript 值，但通常是一个 Error 对象。

try {
  // 可能会抛出原始错误的代码
  JSON.parse('invalid json');
} catch (originalError) {
  // 创建新的错误，并把原始错误作为 cause
  const newError = new Error('Failed to parse JSON', { cause: originalError });
  throw newError;
}

在这个例子中，如果 JSON.parse() 抛出一个错误（比如 SyntaxError），我们会在 catch 块中创建一个新的 Error 对象，并把原始的 SyntaxError 对象作为 cause 传递给它。

四、在 try…catch 中链接错误栈：实战演练

现在，咱们来一个更复杂的例子，演示如何在 try...catch 中利用 Error Cause 链接错误栈，从而更好地进行错误处理。

// 模拟一个获取用户数据的函数
async function fetchUserData(userId) {
  try {
    const response = await fetch(`https://api.example.com/users/${userId}`);

    if (!response.ok) {
      throw new Error(`HTTP error! status: ${response.status}`);
    }

    const data = await response.json();
    return data;
  } catch (error) {
    // 链接网络请求错误
    throw new Error('Failed to fetch user data', { cause: error });
  }
}

// 模拟一个处理用户数据的函数
function processUserData(userData) {
  try {
    if (!userData.name) {
      throw new Error('User data is missing name property');
    }

    return `Hello, ${userData.name}!`;
  } catch (error) {
    // 链接数据处理错误
    throw new Error('Failed to process user data', { cause: error });
  }
}

// 主函数，调用以上两个函数
async function main(userId) {
  try {
    const userData = await fetchUserData(userId);
    const greeting = processUserData(userData);
    console.log(greeting);
  } catch (error) {
    // 最终的错误处理
    console.error('An error occurred:', error.message);
    console.error('Original error:', error.cause); // 打印原始错误
    // 你还可以递归地打印整个错误链
    let currentError = error;
    while (currentError) {
      console.error('Error:', currentError.message);
      console.error('Cause:', currentError.cause);
      currentError = currentError.cause;
      if(currentError){
        console.error("----------------")
      }

    }
  }
}

// 调用主函数
main(123);

在这个例子中，我们有三个函数：

• fetchUserData(): 负责从 API 获取用户数据。如果网络请求失败，它会抛出一个带有 cause 的新 Error 对象，cause 是原始的 fetch 错误。
• processUserData(): 负责处理用户数据。如果数据中缺少 name 属性，它会抛出一个带有 cause 的新 Error 对象，cause 是原始的错误。
• main(): 主函数，负责调用以上两个函数，并在最外层进行错误处理。

在 main() 函数的 catch 块中，我们不仅打印了当前的错误信息，还打印了 error.cause，也就是原始的错误。这样，我们就可以沿着错误链，从最外层的错误一直追溯到最初的错误源头。

五、Error Cause 的优势

使用 Error Cause 有以下几个明显的优势：

• 清晰的错误链: Error Cause 将相关的错误信息链接在一起，形成一个清晰的错误链，方便开发者追踪错误的根源。
• 更好的错误报告: 通过打印整个错误链，你可以获得更详细的错误信息，包括每个错误的上下文和原因，从而更容易理解错误发生的经过。
• 更精确的错误处理: 你可以根据 error.cause 的类型或属性，进行更精确的错误处理，例如，针对不同的网络错误采取不同的重试策略。
• 代码可读性更高: 相比于在错误信息中拼接字符串，Error Cause 的使用更加清晰和结构化，提高了代码的可读性和可维护性。

六、Error Cause 的兼容性

Error Cause 是一个相对较新的特性，并非所有浏览器和 Node.js 版本都支持。

• 浏览器: Error Cause 在 Chrome 93+, Firefox 91+, Safari 15+ 和 Edge 93+ 中可用。
• Node.js: Error Cause 在 Node.js 16+ 中可用。

如果你的目标环境不支持 Error Cause，你可以使用 polyfill 来提供兼容性。例如，error-cause 这个 npm 包就提供了一个简单的 polyfill。

七、Error Cause 的使用场景

Error Cause 在以下场景中特别有用：

• 异步操作: 在处理 Promise 或 async/await 时，Error Cause 可以帮助你追踪异步操作中发生的错误。
• 模块化代码: 在模块化的代码中，Error Cause 可以帮助你追踪错误在不同模块之间的传递。
• 复杂系统: 在复杂的系统中，Error Cause 可以帮助你理解错误之间的依赖关系，快速定位问题。

八、最佳实践

以下是一些使用 Error Cause 的最佳实践：

• 只在需要时使用: 不要滥用 Error Cause。只有当你想在抛出一个新的错误时，保留原始错误的上下文时，才应该使用它。
• 保持错误信息简洁: 新的错误信息应该简洁明了，重点描述当前层级的错误。原始错误的信息应该通过 error.cause 来获取。
• 避免循环引用: 不要在错误链中创建循环引用，否则会导致无限循环。
• 考虑使用自定义错误类: 如果你的应用需要更复杂的错误处理逻辑，可以考虑创建自定义的错误类，并在其中包含 cause 属性。

九、Error Cause 与传统错误处理的对比

为了更直观地理解 Error Cause 的优势，咱们来对比一下传统错误处理和使用 Error Cause 的错误处理方式。

特性	传统错误处理	使用 Error Cause
错误信息	孤立的，缺乏上下文	链接在一起，形成错误链
错误追踪	困难，需要手动分析日志和代码	容易，可以沿着错误链追溯到根源
错误处理	粗粒度的，难以针对特定错误采取不同的策略	细粒度的，可以根据 error.cause 进行精确处理
代码可读性	较低，错误信息往往分散在代码中	较高，错误信息结构化，易于理解和维护
适用场景	简单的应用，错误处理逻辑不复杂	复杂的应用，需要更强大的错误追踪和处理能力

十、一个更复杂的案例：中间件中的错误处理

假设你正在开发一个 Node.js 的 Express 应用，并且使用了一些中间件来处理请求。如果中间件中发生了错误，如何使用 Error Cause 来更好地处理呢？

const express = require('express');
const app = express();

// 中间件 1: 验证用户身份
const authenticateUser = (req, res, next) => {
  try {
    const token = req.headers.authorization;
    if (!token) {
      throw new Error('Missing authorization header');
    }

    // 模拟验证 token 的过程
    if (token !== 'valid_token') {
      throw new Error('Invalid token');
    }

    req.user = { id: 123, name: 'Alice' };
    next();
  } catch (error) {
    const newError = new Error('Authentication failed', { cause: error });
    next(newError); // 传递错误给下一个中间件
  }
};

// 中间件 2: 获取用户数据
const getUserData = async (req, res, next) => {
  try {
    const userId = req.user.id;
    const userData = await fetchUserData(userId); // 使用之前定义的 fetchUserData 函数

    req.userData = userData;
    next();
  } catch (error) {
    const newError = new Error('Failed to get user data', { cause: error });
    next(newError);
  }
};

// 路由处理函数
const handleRequest = (req, res) => {
  const userData = req.userData;
  res.send(`Hello, ${userData.name}!`);
};

// 应用中间件
app.use(authenticateUser);
app.use(getUserData);
app.get('/', handleRequest);

// 错误处理中间件
app.use((err, req, res, next) => {
  console.error('Error occurred:', err.message);
  console.error('Original error:', err.cause);

  let currentError = err;
  while (currentError) {
    console.error('Error:', currentError.message);
    console.error('Cause:', currentError.cause);
    currentError = currentError.cause;
    if(currentError){
      console.error("----------------")
    }
  }
  res.status(500).send('Something went wrong!');
});

// 启动服务器
app.listen(3000, () => {
  console.log('Server listening on port 3000');
});

在这个例子中，我们定义了三个中间件：

• authenticateUser(): 负责验证用户身份。如果验证失败，它会抛出一个带有 cause 的新 Error 对象。
• getUserData(): 负责获取用户数据。如果获取失败，它会抛出一个带有 cause 的新 Error 对象。
• handleRequest(): 路由处理函数，负责处理请求。

我们还定义了一个错误处理中间件，它会捕获所有未处理的错误，并打印错误信息和原始错误。

通过使用 Error Cause，我们可以清晰地追踪错误在中间件之间的传递，并快速定位问题。

十一、总结

Error Cause 是 JavaScript 中一个非常有用的特性，它可以帮助你更好地处理错误，提高代码的可读性和可维护性。虽然它是一个相对较新的特性，但已经被越来越多的浏览器和 Node.js 版本支持。

希望今天的讲解能够帮助你更好地理解 Error Cause，并在你的项目中灵活运用它。以后再遇到 "Cannot read property ‘name’ of undefined" 这种让人头疼的错误时，就可以利用 Error Cause 追根溯源，快速解决问题，早点下班回家陪老婆孩子！

就这样，各位观众老爷们，下次再见！