Scala函數式編程（五） 函數式的錯誤處理

前情提要

Scala函數式編程指南（一） 函數式思想介紹

scala函數式編程（二） scala基礎語法介紹

Scala函數式編程（三） scala集合和函數

Scala函數式編程（四）函數式的數據結構 上

Scala函數式編程（四）函數式的數據結構 下

1.面向對象的錯誤處理

在介紹scala的函數式的錯誤處理以前，咱們要先來介紹一下其餘狀況下的錯誤處理方式。

以java爲例，常見的錯誤處理方式不外乎兩種，一種是及時捕捉到異常，而後當場進行處理。

try{
    ... 
}catch(Exception e){
    ...
    
}finally{
    
}

另外一種則是將異常拋出，層層捕獲，而後在最上層對異常進行統一處理，這種一般是在大型項目的時候會使用。

這兩種錯誤處理的方法是，在咱們平常的編程中，已經足以應對多種狀況。

但在函數式編程中卻不行，函數式編程追求的是無反作用的代碼，無反作用最直接的應用就是能夠放心得併發運行，而拋出異常卻會產生反作用。

try catch處理的弊端，在併發編程中其實有較爲明顯的體現。

以spark爲例，若是spark主節點master詢問worker節點的健康狀況，當worker節點出現異常時，顯然讓master節點來捕獲並處理這個異常，有點不符合情理。

更合理的處理，應該是讓master接收到一個表示錯誤狀況的消息，而後再決定接下來如何處理。而worker的異常就讓worker本身去解決吧。

而在scala中，有一種特定的類型，它用來表示可能致使異常的一個計算過程，這就是Try。

2.從Option到Try

前面有介紹過Option，相關介紹能夠看這裏Scala函數式編程（三） scala集合和函數。

這裏簡單介紹一下Option。

Option呢，其實就是薛定諤的值，裏面可能有值，也可能沒有值。只有到要看的時候，纔會知道Option裏面到底有沒有值。

Option全程叫Option[A]，表示Option裏面存的是A類型的值，這個A能夠是Int，String，等等。咱們能夠經過get這個api來獲取Option[A]裏面的值，當不存在時，get會返回None。

能夠經過isEmpty，來確認Option裏面究竟是不是有值。也能夠經過getOrElse來指定沒有值的時候要返回什麼值。

Try[A]和Option相似，都是表示一個可能有也可能沒有的東西。實際對應過來， Try[A]就表示一個可能成功也能夠失敗的計算，若是成功，則返回A類型，若是失敗，則返回Throwable。

先最在交互式環境中直觀看一下怎麼使用吧：

scala> import scala.util.Try
import scala.util.Try

scala> Try(1+1)
res15: scala.util.Try[Int] = Success(2)

scala> Try(1/0)
res16: scala.util.Try[Int] = Failure(java.lang.ArithmeticException: / by zero)

可以實現這個功能，主要是由於Try的兩個子類型：

• Success[A]：表明成功的計算。
• 封裝了 Throwable 的 Failure[A]：表明出了錯的計算。

是否是和Option很像呢？也是薛定諤的錯誤，在沒打開來看以前，Try裏面多是成功的，也多是失敗的。

一樣能夠經過isSuccess和isFailure來確認到底這個Try是成功仍是失敗。

若是一個函數中有一個計算可能會出錯，那麼咱們就能夠直讓函數返回Try，而後對成功仍是錯誤，就全交由調用者來進行處理，好比上面說到的，Spark的那個例子。

3.Try的使用

上面初步介紹了Try的含義和用法，接下來就來看看Try這個東西，還有哪些常規的用法吧。

3.1 map

map是scala裏面很是經常使用的一種操做，Try裏面也有！

對Try使用Map的話，會將一個是Success[A]的Try[A]映射到Try[B]會獲得Success[B]。若是它是Failure[A]，就會獲得Failure[B]，並且包含的異常和Failure[A]同樣。

看看例子吧：

//新建一個Try，注意，這裏是Try[Int]
scala> val tryMap = Try(1+1)
tryMap: scala.util.Try[Int] = Success(2)

//使用Map，讓它變成Try[String]了
scala> tryMap.map(_.toString)
res46: scala.util.Try[String] = Success(2)

//新建一個會失敗的Try[Int]
scala> val tryMapFail = Try(1 / 0)
tryMapFail: scala.util.Try[Int] = Failure(java.lang.ArithmeticException: / by zero)

//轉換成Try[String]了，但Failure的異常類型不變
scala> tryMapFail.map(_.toString)
res47: scala.util.Try[String] = Failure(java.lang.ArithmeticException: / by zero)

Try不止支持map，還支持for，flatMap，filter等常規操做，從這個角度看，Try反而更像一種數據結構。

3.2 錯誤時候的默認值getOrElse

和Option同樣，Try還很方便得提供了getOrElse這個方法。當你想爲失敗的時候作些什麼的時候就能夠用這個api。

這個我舉個簡單的例子，將字符串轉換爲Int類型。在字符串轉Int類型的時候呢，可能會遇到一些不符合規範的數據。這時候你就不得不考慮數據是否能夠安全得轉換成Int，但有了Try，能夠很方便得用getOrElse，方法。

當遇到不能轉成Int的字符串，給與一個默認值便可。

scala> import scala.util.Try
import scala.util.Try

scala> "12".toInt
res17: Int = 12

scala> "asd".toInt
java.lang.NumberFormatException: For input string: "asd"
  at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65)
  at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:580)
  at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:615)
  at scala.collection.immutable.StringLike$class.toInt(StringLike.scala:272)
  at scala.collection.immutable.StringOps.toInt(StringOps.scala:29)
  ... 32 elided

scala> Try("asd".toInt).getOrElse(-1)
res19: Int = -1

但這裏仍是得多說一句，這種作法會忽略掉本來應該拋出的錯誤，你須要明確知道本身確實是要忽略掉這個錯誤才能這樣用。

不然可能由於設置的默認值致使出現問題，而毫無頭緒，由於程序並無報任何錯誤!!

3.3 模式匹配

咱們能夠沒必要如java的try catch那般去處理Try失敗時返回的異常。由於咱們有scala的模式匹配。

不得不說，模式匹配真的是很強大的一個語言特性。前面不是說到嘛，Try有兩個子類，Success和Failure，成功時候返回Success，失敗時返回Failure。

因此咱們就可以這樣作：

import scala.util.Success
import scala.util.Failure
val operation = Try(1 / 0)
operation match {
  case Success(num) => println(num)
  case Failure(ex) => println(s"Problem is ${ex.getMessage}")
}

由於除數爲0，因此這個Try是失敗的，因此這裏會輸出：Problem is / by zero

scala強大的模式匹配，能夠方便得讓咱們處理錯誤和非錯誤的狀況。

4. 小結

Scala 的錯誤處理和其餘範式的編程語言有很大的不一樣。 Try 類型可讓你將可能會出錯的計算封裝在一個容器裏，並優雅的去處理計算獲得的值。 而且能夠像操做集合和 Option 那樣統一的去操做 Try。

同時Try[A]也支持常見數據結構中的操做，諸如Map，Filter等常規的api都支持。

Try這種錯誤處理的方式，明顯更適用於函數式的狀況，也就是說更適合在併發編程的時候使用。

但在我看來，Try也是有一些很差的地方，好比說在代碼可讀性方面就比try catch這種方式差。不得不說，雖然寫起來比較囉嗦，但看着這個結構確實是一目瞭然。

可是無論如何，在我看來，函數式的錯誤處理依舊是頗有趣的一個東西。若是合適的話，能夠多在代碼中嘗試去使用:)

以上~