如何优雅处理前端异常？
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2020-09-05 06:10
转载来源：Jartto
http://jartto.wang/2018/11/20/js-exception-handling
前端一直是距离用户最近的一层，随着产品的日益完善，我们会更加注重用户体验，而前端异常却如鲠在喉，甚是烦人。
一、为什么要处理异常？
异常是不可控的，会影响最终的呈现结果，但是我们有充分的理由去做这样的事情。
1.增强用户体验；2.远程定位问题；3.未雨绸缪，及早发现问题；4.无法复线问题，尤其是移动端，机型，系统都是问题；5.完善的前端方案，前端监控系统；
对于 JS 而言，我们面对的仅仅只是异常，异常的出现不会直接导致 JS 引擎崩溃，最多只会使当前执行的任务终止。
二、需要处理哪些异常？
对于前端来说，我们可做的异常捕获还真不少。总结一下，大概如下：
JS语法错误、代码异常AJAX请求异常静态资源加载异常 Promise异常Iframe异常跨域 Script error 崩溃和卡顿
下面我会针对每种具体情况来说明如何处理这些异常。
三、Try-Catch 的误区
try-catch 只能捕获到同步的运行时错误，对语法和异步错误却无能为力，捕获不到。
1.同步运行时错误：
try {
let name = 'jartto';
console.log(nam);
} catch(e) {
console.log('捕获到异常：',e);
}
输出：
捕获到异常： ReferenceError: nam is not defined
at :3:15
2.不能捕获到语法错误，我们修改一下代码，删掉一个单引号：
try {
let name = 'jartto;
console.log(nam);
} catch(e) {
console.log('捕获到异常：',e);
}
输出：
Uncaught SyntaxError: Invalid or unexpected token
3.异步错误
try {
setTimeout(() => {
undefined.map(v => v);
}, 1000)
} catch(e) {
console.log('捕获到异常：',e);
}
我们看看日志：
ncaught TypeError: Cannot read property 'map' of undefined
at setTimeout (<anonymous>:3:11)
并没有捕获到异常，这是需要我们特别注意的地方。
四、window.onerror 不是万能的
当 JS 运行时错误发生时，window 会触发一个 ErrorEvent 接口的 error 事件，并执行 window.onerror()。
/**
* @param {String} message 错误信息
* @param {String} source 出错文件
* @param {Number} lineno 行号
* @param {Number} colno 列号
* @param {Object} error Error对象（对象）
*/
window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
console.log('捕获到异常：',{message, source, lineno, colno, error});
}
1.首先试试同步运行时错误
window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
// message：错误信息（字符串）。
// source：发生错误的脚本URL（字符串）
// lineno：发生错误的行号（数字）
// colno：发生错误的列号（数字）
// error：Error对象（对象）
console.log('捕获到异常：',{message, source, lineno, colno, error});
}
Jartto;
可以看到，我们捕获到了异常：
2.再试试语法错误呢？
window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
console.log('捕获到异常：',{message, source, lineno, colno, error});
}
let name = 'Jartto
控制台打印出了这样的异常：
Uncaught SyntaxError: Invalid or unexpected token
什么，竟然没有捕获到语法错误？
3.怀着忐忑的心，我们最后来试试异步运行时错误：
window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
console.log('捕获到异常：',{message, source, lineno, colno, error});
}
setTimeout(() => {
Jartto;
});
控制台输出了：
捕获到异常： {message: "Uncaught ReferenceError: Jartto is not defined", source: "http://127.0.0.1:8001/", lineno: 36, colno: 5, error: ReferenceError: Jartto is not defined
at setTimeout (http://127.0.0.1:8001/:36:5)}
4.接着，我们试试网络请求异常的情况：
<script>
window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
console.log('捕获到异常：',{message, source, lineno, colno, error});
return true;
}
script>
<img src="./jartto.png">
我们发现，不论是静态资源异常，或者接口异常，错误都无法捕获到。
补充一点：window.onerror 函数只有在返回 true 的时候，异常才不会向上抛出，否则即使是知道异常的发生控制台还是会显示 Uncaught Error: xxxxx
window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
console.log('捕获到异常：',{message, source, lineno, colno, error});
return true;
}
setTimeout(() => {
Jartto;
});
控制台就不会再有这样的错误了：
Uncaught ReferenceError: Jartto is not defined
at setTimeout ((index):36)
需要注意：onerror 最好写在所有 JS 脚本的前面，否则有可能捕获不到错误；onerror 无法捕获语法错误；
到这里基本就清晰了：在实际的使用过程中，onerror 主要是来捕获预料之外的错误，而 try-catch 则是用来在可预见情况下监控特定的错误，两者结合使用更加高效。
问题又来了，捕获不到静态资源加载异常怎么办？
五、window.addEventListener
当一项资源（如图片或脚本）加载失败，加载资源的元素会触发一个 Event 接口的 error 事件，并执行该元素上的onerror() 处理函数。这些 error 事件不会向上冒泡到 window ，不过（至少在 Firefox 中）能被单一的window.addEventListener 捕获。
<scritp>
window.addEventListener('error', (error) => {
console.log('捕获到异常：', error);
}, true)
script>
<img src="./jartto.png">
控制台输出：
由于网络请求异常不会事件冒泡，因此必须在捕获阶段将其捕捉到才行，但是这种方式虽然可以捕捉到网络请求的异常，但是无法判断 HTTP 的状态是 404 还是其他比如 500 等等，所以还需要配合服务端日志才进行排查分析才可以。
需要注意：
不同浏览器下返回的 error对象可能不同，需要注意兼容处理。需要注意避免 addEventListener重复监听。
六、Promise Catch
在 promise 中使用 catch 可以非常方便的捕获到异步 error ，这个很简单。
没有写 catch 的 Promise 中抛出的错误无法被 onerror 或 try-catch 捕获到，所以我们务必要在 Promise 中不要忘记写 catch 处理抛出的异常。
解决方案：为了防止有漏掉的 Promise 异常，建议在全局增加一个对 unhandledrejection 的监听，用来全局监听Uncaught Promise Error。使用方式：
window.addEventListener("unhandledrejection", function(e){
console.log(e);
});
我们继续来尝试一下：
window.addEventListener("unhandledrejection", function(e){
e.preventDefault()
console.log('捕获到异常：', e);
return true;
});
Promise.reject('promise error');
可以看到如下输出：
那如果对 Promise 不进行 catch 呢？
window.addEventListener("unhandledrejection", function(e){
e.preventDefault()
console.log('捕获到异常：', e);
return true;
});
new Promise((resolve, reject) => {
reject('jartto: promise error');
});
嗯，事实证明，也是会被正常捕获到的。
所以，正如我们上面所说，为了防止有漏掉的 Promise 异常，建议在全局增加一个对 unhandledrejection 的监听，用来全局监听 Uncaught Promise Error。
补充一点：如果去掉控制台的异常显示，需要加上：
event.preventDefault();
七、VUE errorHandler
Vue.config.errorHandler = (err, vm, info) => {
console.error('通过vue errorHandler捕获的错误');
console.error(err);
console.error(vm);
console.error(info);
}
八、React 异常捕获
React 16 提供了一个内置函数 componentDidCatch，使用它可以非常简单的获取到 react 下的错误信息
componentDidCatch(error, info) {
console.log(error, info);
}
除此之外，我们可以了解一下：error boundaryUI 的某部分引起的 JS 错误不应该破坏整个程序，为了帮 React 的使用者解决这个问题，React 16 介绍了一种关于错误边界（error boundary)的新观念。
需要注意的是：error boundaries 并不会捕捉下面这些错误。
1.事件处理器2.异步代码3.服务端的渲染代码4.在 error boundaries 区域内的错误
我们来举一个小例子，在下面这个 componentDIdCatch(error,info) 里的类会变成一个 error boundary
class ErrorBoundary extends React.Component {
constructor(props) {
super(props);
this.state = { hasError: false };
}
componentDidCatch(error, info) {
// Display fallback UI
this.setState({ hasError: true });
// You can also log the error to an error reporting service
logErrorToMyService(error, info);
}
render() {
if (this.state.hasError) {
// You can render any custom fallback UI
return <h1>Something went wrong.h1>;
}
return this.props.children;
}
}
然后我们像使用普通组件那样使用它：
<ErrorBoundary>
<MyWidget />
ErrorBoundary>
componentDidCatch() 方法像 JS 的 catch{} 模块一样工作，但是对于组件，只有 class 类型的组件(class component )可以成为一个 error boundaries 。
实际上，大多数情况下我们可以在整个程序中定义一个 error boundary 组件，之后就可以一直使用它了！
九、iframe 异常
对于 iframe 的异常捕获，我们还得借力 window.onerror：
window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
console.log('捕获到异常：',{message, source, lineno, colno, error});
}
一个简单的例子可能如下：
<iframe src="./iframe.html" frameborder="0">iframe>
<script>
window.frames[0].onerror = function (message, source, lineno, colno, error) {
console.log('捕获到 iframe 异常：',{message, source, lineno, colno, error});
return true;
};
script>
十、Script error
一般情况，如果出现 Script error 这样的错误，基本上可以确定是出现了跨域问题。这时候，是不会有其他太多辅助信息的，但是解决思路无非如下：
跨源资源共享机制(
CORS)：我们为script标签添加crossOrigin属性。
<script src="http://jartto.wang/main.js" crossorigin>script>
或者动态去添加 js 脚本：
const script = document.createElement('script');
script.crossOrigin = 'anonymous';
script.src = url;
document.body.appendChild(script);
特别注意，服务器端需要设置：Access-Control-Allow-Origin
此外，我们也可以试试这个-解决 Script Error 的另类思路：
const originAddEventListener = EventTarget.prototype.addEventListener;
EventTarget.prototype.addEventListener = function (type, listener, options) {
const wrappedListener = function (...args) {
try {
return listener.apply(this, args);
}
catch (err) {
throw err;
}
}
return originAddEventListener.call(this, type, wrappedListener, options);
}
简单解释一下：
改写了 EventTarget的addEventListener方法；对传入的 listener进行包装，返回包装过的listener，对其执行进行try-catch；浏览器不会对 try-catch起来的异常进行跨域拦截，所以catch到的时候，是有堆栈信息的；重新 throw出来异常的时候，执行的是同域代码，所以window.onerror捕获的时候不会丢失堆栈信息；
利用包装 addEventListener，我们还可以达到「扩展堆栈」的效果：
(() => {
const originAddEventListener = EventTarget.prototype.addEventListener;
EventTarget.prototype.addEventListener = function (type, listener, options) {
+ // 捕获添加事件时的堆栈
+ const addStack = new Error(`Event (${type})`).stack;
const wrappedListener = function (...args) {
try {
return listener.apply(this, args);
}
catch (err) {
+ // 异常发生时，扩展堆栈
+ err.stack += '\n' + addStack;
throw err;
}
}
return originAddEventListener.call(this, type, wrappedListener, options);
}
})();
十一、崩溃和卡顿
卡顿也就是网页暂时响应比较慢， JS 可能无法及时执行。但崩溃就不一样了，网页都崩溃了，JS 都不运行了，还有什么办法可以监控网页的崩溃，并将网页崩溃上报呢？
崩溃和卡顿也是不可忽视的，也许会导致你的用户流失。
1.利用 window 对象的 load 和 beforeunload 事件实现了网页崩溃的监控。不错的文章，推荐阅读：
Logging Information on Browser Crashes
http://jasonjl.me/blog/2015/06/21/taking-action-on-browser-crashes/
window.addEventListener('load', function () {
sessionStorage.setItem('good_exit', 'pending');
setInterval(function () {
sessionStorage.setItem('time_before_crash', new Date().toString());
}, 1000);
});
window.addEventListener('beforeunload', function () {
sessionStorage.setItem('good_exit', 'true');
});
if(sessionStorage.getItem('good_exit') &&
sessionStorage.getItem('good_exit') !== 'true') {
/*
insert crash logging code here
*/
alert('Hey, welcome back from your crash, looks like you crashed on: ' + sessionStorage.getItem('time_before_crash'));
}
2.基于以下原因，我们可以使用 Service Worker 来实现网页崩溃的监控：
Service Worker有自己独立的工作线程，与网页区分开，网页崩溃了，Service Worker一般情况下不会崩溃；Service Worker生命周期一般要比网页还要长，可以用来监控网页的状态；网页可以通过 navigator.serviceWorker.controller.postMessage API向掌管自己的SW发送消息。
十二、错误上报
1.通过 Ajax 发送数据因为 Ajax 请求本身也有可能会发生异常，而且有可能会引发跨域问题，一般情况下更推荐使用动态创建 img 标签的形式进行上报。
2.动态创建 img 标签的形式
function report(error) {
let reportUrl = 'http://jartto.wang/report';
new Image().src = `${reportUrl}?logs=${error}`;
收集异常信息量太多，怎么办？实际中，我们不得不考虑这样一种情况：如果你的网站访问量很大，那么一个必然的错误发送的信息就有很多条，这时候，我们需要设置采集率，从而减缓服务器的压力：
Reporter.send = function(data) {
// 只采集 30%
if(Math.random() < 0.3) {
send(data) // 上报错误信息
}
}
采集率应该通过实际情况来设定，随机数，或者某些用户特征都是不错的选择。
十三、总结
回到我们开头提出的那个问题，如何优雅的处理异常呢？
1.可疑区域增加 Try-Catch
2.全局监控 JS 异常 window.onerror
3.全局监控静态资源异常 window.addEventListener
4.捕获没有 Catch 的 Promise 异常：unhandledrejection
5.VUE errorHandler 和 React componentDidCatch
6.监控网页崩溃：window 对象的 load 和 beforeunload
7.跨域 crossOrigin 解决
其实很简单，正如上文所说：采用组合方案，分类型的去捕获异常，这样基本 80%-90% 的问题都化于无形。
十四、参考
Logging Information on Browser Crashes
前端代码异常监控实战
Error Boundaries
前端监控知识点
Capture and report JavaScript errors with window.onerror
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