智能合約語言 Solidity 教程系列9 - 錯誤處理

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這是Solidity教程系列文章第9篇介紹Solidity 錯誤處理。
Solidity系列完整的文章列表請查看分類-Solidity。

寫在前面

Solidity 是以太坊智能合約編程語言，閱讀本文前，你應該對以太坊、智能合約有所瞭解，
若是你還不瞭解，建議你先看以太坊是什麼

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什麼是錯誤處理

錯誤處理是指在程序發生錯誤時的處理方式，Solidity處理錯誤和咱們常見的語言不同，Solidity是經過回退狀態的方式來處理錯誤。發生異常時會撤消當前調用（及其全部子調用）所改變的狀態，同時給調用者返回一個錯誤標識。注意捕捉異常是不可能的，所以沒有try ... catch...。

爲何Solidity處理錯誤要這樣設計呢？
咱們能夠把區塊鏈理解爲是全球共享的分佈式事務性數據庫。全球共享意味着參與這個網絡的每個人均可以讀寫其中的記錄。若是想修改這個數據庫中的內容，就必須建立一個事務，事務意味着要作的修改（假如咱們想同時修改兩個值）只能被徹底的應用或者一點都沒有進行。
學習過數據庫的同窗，應該理解事務的含義，若是你對事務一詞不是很理解，建議你搜索一下「數據庫事務「。
Solidity錯誤處理就是要保證每次調用都是事務性的。

如何處理

Solidity提供了兩個函數assert和require來進行條件檢查，若是條件不知足則拋出異常。assert函數一般用來檢查（測試）內部錯誤，而require函數來檢查輸入變量或合同狀態變量是否知足條件以及驗證調用外部合約返回值。
另外，若是咱們正確使用assert，有一個Solidity分析工具就能夠幫咱們分析出智能合約中的錯誤，幫助咱們發現合約中有邏輯錯誤的bug。

除了能夠兩個函數assert和require來進行條件檢查，另外還有兩種方式來觸發異常：

1. revert函數能夠用來標記錯誤並回退當前調用
2. 使用throw關鍵字拋出異常（從0.4.13版本，throw關鍵字已被棄用，未來會被淘汰。）

當子調用中發生異常時，異常會自動向上「冒泡」。 不過也有一些例外：send，和底層的函數調用call, delegatecall，callcode，當發生異常時，這些函數返回false。

注意：在一個不存在的地址上調用底層的函數call，delegatecall，callcode 也會返回成功，因此咱們在進行調用時，應該老是優先進行函數存在性檢查。

在下面經過一個示例來講明如何使用require來檢查輸入條件，以及assert用於內部錯誤檢查：

pragma solidity ^0.4.0;

contract Sharer {
    function sendHalf(address addr) public payable returns (uint balance) {
        require(msg.value % 2 == 0); // 僅容許偶數
        uint balanceBeforeTransfer = this.balance;
        addr.transfer(msg.value / 2);  // 若是失敗，會拋出異常，下面的代碼就不是執行
        assert(this.balance == balanceBeforeTransfer - msg.value / 2);
        return this.balance;
    }
}

咱們實際運行下，看看異常是如何發生的：

1. 首先打開Remix，貼入代碼，點擊建立合約。以下圖：
   

2. 運行測試1：附加1wei (奇數)去調用sendHalf，這時會發生異常，以下圖:

1. 運行測試2：附加2wei 去調用sendHalf，運行正常。
2. 運行測試3：附加2wei以及sendHalf參數爲當前合約自己，在轉帳是發生異常，由於合約沒法接收轉帳，錯誤提示上圖相似。

assert類型異常

在下述場景中自動產生assert類型的異常:

1. 若是越界，或負的序號值訪問數組，如i >= x.length 或 i < 0時訪問x[i]
2. 若是序號越界，或負的序號值時訪問一個定長的bytesN。
3. 被除數爲0， 如5/0 或 23 % 0。
4. 對一個二進制移動一個負的值。如:5<<i; i爲-1時。
5. 整數進行能夠顯式轉換爲枚舉時，若是將過大值，負值轉爲枚舉類型則拋出異常
6. 若是調用未初始化內部函數類型的變量。
7. 若是調用assert的參數爲false

require類型異常

在下述場景中自動產生require類型的異常:

1. 調用throw
2. 若是調用require的參數爲false
3. 若是你經過消息調用一個函數，但在調用的過程當中，並無正確結束(gas不足，沒有匹配到對應的函數，或被調用的函數出現異常)。底層操做如call,send,delegatecall或callcode除外，它們不會拋出異常，但它們會經過返回false來表示失敗。
4. 若是在使用new建立一個新合約時出現第3條的緣由沒有正常完成。
5. 若是調用外部函數調用時，被調用的對象不包含代碼。
6. 若是合約沒有payable修飾符的public的函數在接收以太幣時（包括構造函數，和回退函數）。
7. 若是合約經過一個public的getter函數（public getter funciton）接收以太幣。
8. 若是.transfer()執行失敗

當發生require類型的異常時，Solidity會執行一個回退操做（指令0xfd）。
當發生assert類型的異常時，Solidity會執行一個無效操做（指令0xfe）。
在上述的兩種狀況下，EVM都會撤回全部的狀態改變。是由於指望的結果沒有發生，就無法繼續安全執行。必須保證交易的原子性（一致性，要麼所有執行，要麼一點改變都沒有，不能只改變一部分），因此須要撤銷全部操做，讓整個交易沒有任何影響。

注意assert類型的異常會消耗掉全部的gas, 而require從大都會版本（Metropolis， 即目前主網所在的版本）起不會消耗gas。

參考視頻

咱們也推出了目前市面上最全的視頻教程：深刻詳解以太坊智能合約語言Solidity
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參考文獻

• Solidity 錯誤處理

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