Rust中類型轉(zhuǎn)換在錯誤處理中的應(yīng)用小結(jié)

更新時間：2023年09月26日 11:39:20 作者：明天好，會的

隨著項目的進(jìn)展,關(guān)于Rust的故事又翻開了新的一頁,今天來到了服務(wù)器端的開發(fā)場景,發(fā)現(xiàn)錯誤處理中的錯誤類型轉(zhuǎn)換有必要分享一下,對Rust錯誤處理相關(guān)知識感興趣的朋友一起看看吧

Rust抽象出來了Result<T,E>，T是返回值的類型，E是錯誤類型。只要函數(shù)的返回值的類型被定義為Resut<T,E>，那么作為開發(fā)人員就有責(zé)任來處理調(diào)用這個函數(shù)可能發(fā)生的錯誤。通過Result<T,E>，Rust其實給開發(fā)人員指明了一條錯誤處理的道路，使代碼更加健壯。

場景

服務(wù)器端處理api請求的框架：Rocket
服務(wù)器端處理數(shù)據(jù)持久化的框架：tokio_postgres

在api請求的框架中，我把返回類型定義成了 Result<T, rocket::response::status::Custom\<String>> ，即錯誤類型是 rocket::response::status::Custom\<String> 。

在tokio_postgres中，直接使用 tokio_postgres::error::Error 。

即如果要處理錯誤，就必須將 tokio_postgres::error::Error 轉(zhuǎn)換成 rocket::response::status::Custom\<String> 。那么我們從下面的原理開始，逐一領(lǐng)略Rust的錯誤處理方式，通過對比找到最合適的方式吧。

原理

對錯誤的處理，Rust有3種可選的方式

使用match
使用if let
使用map_err

下面我結(jié)合場景，逐一演示各種方式是如何處理錯誤的。

下面的代碼中涉及到2個模塊（文件）。 /src/routes/notes.rs 是路由層，負(fù)責(zé)將api請求導(dǎo)向合適的service。 /src/services/note_books.rs 是service層，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)持久化的處理。這里的邏輯也很簡單，就是route層調(diào)用service層，將數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫中。

使用match

src/routes/notes.rs

#[post("/api/notes", format = "application/json", data = "<note>")]
pub async fn post_notes(note: Json<Note>) -> Result<(), rocket::response::status::Custom<String>> {
    insert_or_update_note(&note.into_inner()).await
}

/src/services/note_book.rs

pub async fn insert_or_update_note(
    note: &Note,
) -> Result<(), rocket::response::status::Custom<String>> {
    let (client, connection) = match connect(
        "host=localhost dbname=notes_db user=postgres port=5432",
        NoTls,
    )
    .await
    {
        Ok(res) => res,
        Err(err) => {
            return Err(rocket::response::status::Custom(
                rocket::http::Status::ExpectationFailed,
                format!("{}", err),
            ));
        }
    };
    ...
    match client
        .execute(
            "insert into notes (id, title, content) values($1, $2, $3);",
            &[&get_system_seconds(), &note.title, &note.content],
        )
        .await
    {
        Ok(res) => Ok(()),
        Err(err) => Err(rocket::response::status::Custom(
            rocket::http::Status::ExpectationFailed,
            format!("{}", err),
        )),
    }
}

通過上面的代碼我們可以讀出一下內(nèi)容：

在service層定義了route層相同的錯誤類型
在service層將持久層的錯誤轉(zhuǎn)換成了route層的錯誤類型
使用match的代碼量還是比較大

使用if let

/src/services/note_book.rs

pub async fn insert_or_update_note(
    note: &Note,
) -> Result<(), rocket::response::status::Custom<String>> {
    if let Ok((client, connection)) = connect(
        "host=localhost dbname=notes_db user=postgres port=5432",
        NoTls,
    )
    .await
    {
        ...
        if let Ok(res) = client
            .execute(
                "insert into notes (id, title, content) values($1, $2, $3);",
                &[&get_system_seconds(), &note.title, &note.content],
            )
            .await
        {
            Ok(())
        } else {
            Err(rocket::response::status::Custom(
                rocket::http::Status::ExpectationFailed,
                format!("{}", "unknown error"),
            ))
        }
    } else {
        Err(rocket::response::status::Custom(
            rocket::http::Status::ExpectationFailed,
            format!("{}", "unknown error"),
        ))
    }
}

src/routes/notes.rs

#[post("/api/notes", format = "application/json", data = "<note>")]
pub async fn post_notes(note: Json<Note>) -> Result<(), rocket::response::status::Custom<String>> {
    insert_or_update_note(&note.into_inner()).await
}

使用了 if let ... ，代碼更加的別扭，并且在else分支中，拿不到具體的錯誤信息。

其實，不難看出，我們的目標(biāo)是將api的請求，經(jīng)過route層和service層，將數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)中。但這其中的錯誤處理代碼的干擾就特別大，甚至要有邏輯嵌套現(xiàn)象。這種代碼的已經(jīng)離初衷比較遠(yuǎn)了，是否有更加簡潔的方式，使代碼能夠最大限度的還原邏輯本身，把錯誤處理的噪音降到最低呢？答案肯定是有的。那就是map_err

map_err

map_err是Result上的一個方法，專門用于錯誤的轉(zhuǎn)換。下面的代碼經(jīng)過了map_err的改寫，看上去是不是清爽了不少啊。/src/services/note_book.rs

pub async fn insert_or_update_note(
    note: &Note,
) -> Result<(), rocket::response::status::Custom<String>> {
    let (client, connection) = connect(
        "host=localhost dbname=notes_db user=postgres port=5432",
        NoTls,
    )
    .await
    .map_err(|err| {
        rocket::response::status::Custom(
            rocket::http::Status::ExpectationFailed,
            format!("{}", err),
        )
    })?;
    ...
    let _ = client
        .execute(
            "insert into notes (id, title, content) values($1, $2, $3);",
            &[&get_system_seconds(), &note.title, &note.content],
        )
        .await
        .map_err(|err| {
            rocket::response::status::Custom(
                rocket::http::Status::ExpectationFailed,
                format!("{}", err),
            )
        })?;
    Ok(())
}

src/routes/notes.rs

#[post("/api/notes", format = "application/json", data = "<note>")]
pub async fn post_notes(note: Json<Note>) -> Result<(), rocket::response::status::Custom<String>> {
    insert_or_update_note(&note.into_inner()).await
}

經(jīng)過map_err改寫后的代碼，代碼的邏輯流程基本上還原了邏輯本身，但是map_err要額外占4行代碼，且錯誤對象的初始化代碼存在重復(fù)。在實際的工程項目中，service層的處理函數(shù)可能是成百上千，如果再乘以4，那多出來的代碼量也不少啊，這會給后期的維護(hù)帶來不小的壓力。

那是否還有改進(jìn)的空間呢？答案是Yes。

Rust為我們提供了From<T> trait，用于類型轉(zhuǎn)換。它定義了從一種類型T到另一種類型Self的轉(zhuǎn)換方法。我覺得這是Rust語言設(shè)計亮點之一。

但是，Rust有一個顯示，即實現(xiàn)From<T> trait的結(jié)構(gòu)，必須有一個在當(dāng)前的crate中，也就是說我們不能直接通過From<T>來實現(xiàn)從 tokio_postgres::error::Error 到 rocket::response::status::Custom<String> 。也就是說下面的代碼編譯器會報錯。

impl From<tokio_postgres::Error> for rocket::response::status::Custom<String> {}

報錯如下：

32 | impl From<tokio_postgres::Error> for rocket::response::status::Custom<String> {}
| ^^^^^---------------------------^^^^^----------------------------------------
| | | |
| | | `rocket::response::status::Custom` is not defined in the current crate
| | `tokio_postgres::Error` is not defined in the current crate
| impl doesn't use only types from inside the current crate

因此，我們要定義一個類型 MyError 作為中間類型來轉(zhuǎn)換一下。/src/models.rs

pub struct MyError {
    pub message: String,
}
impl From<tokio_postgres::Error> for MyError {
    fn from(err: Error) -> Self {
        Self {
            message: format!("{}", err),
        }
    }
}
impl From<MyError> for rocket::response::status::Custom<String> {
    fn from(val: MyError) -> Self {
        status::Custom(Status::ExpectationFailed, val.message)
    }
}

/src/services/note_book.rs

pub async fn insert_or_update_note(
    note: &Note,
) -> Result<(), rocket::response::status::Custom<String>> {
    let (client, connection) = connect(
        "host=localhost dbname=notes_db user=postgres port=5432",
        NoTls,
    )
    .await
    .map_err(MyError::from)?;
    ...
    let _ = client
        .execute(
            "insert into notes (id, title, content) values($1, $2, $3);",
            &[&get_system_seconds(), &note.title, &note.content],
        )
        .await
        .map_err(MyError::from)?;
    Ok(())
}

src/routes/notes.rs

#[post("/api/notes", format = "application/json", data = "<note>")]
pub async fn post_notes(note: Json<Note>) -> Result<(), rocket::response::status::Custom<String>> {
    insert_or_update_note(&note.into_inner()).await
}

而 MyError 到 rocket::response::status::Custom<String> 之間的轉(zhuǎn)換是隱式的，由編譯器來完成。因此我們的錯誤類型的轉(zhuǎn)換最終縮短為 map_err(|err|MyError::from(err)) ，再簡寫為 map_err(MyError::from)。

關(guān)于錯誤處理中的類型轉(zhuǎn)換應(yīng)用解析就到這里。通過分析這個過程，我們可以看到，在設(shè)計模塊時，我們應(yīng)該確定一種錯誤類型，就像tokio_postgres庫一樣，只暴露了tokio_postgress::error::Error一種錯誤類型。這種設(shè)計既方便我們在設(shè)計模塊時處理錯誤轉(zhuǎn)換，也方便其我們的模塊在被調(diào)用時，其它代碼進(jìn)行錯誤處理。

到此這篇關(guān)于Rust中類型轉(zhuǎn)換在錯誤處理中的應(yīng)用解析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Rust錯誤處理內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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