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/ python 生产实战 高效优雅处理程序错误 /
今天，讨论一下程序中的错误处理。也许你会觉得这个事没什么意思，处理错误的代码并不难写。但你想过没有，要把错误处理写好，并不是件容易的事情。另外，任何一个稳定的程序中都会有大量的代码在处理错误，所以说，处理错误是程序中一件比较重要的事情。本篇我们系统地了解一下错误处理的各种方式和相关实践。
错误是指导致系统不能按照用户意图工作的一切原因、事件。在程序设计过程中，由于某些错误的存在，致使程序无法正常运行，处理这些错误以使程序正确运行就称为错误处理。错误处理功能是衡量编译器性能的重要方面，它在帮助程序员尽快修改程序方面起到了非常重要的作用。
1
程序错误类型
1.1
语法错误
语法错误是因为源程序中不正确的代码产生的，即在编写程序时没有遵守语法(或词法)规则，书写了错误的语法代码，从而导致编译器无法正确解释源代码而产生的错误，通常是由于录入的错误引起的，它在词法分析或语法分析时检测出来。如“非法字符”、“括号不匹配”、“缺少;”之类的错误。
1.2
语义错误
语义错误是指源程序中不符合语义规则的错误，即一条语句试图执行一条不可能执行的操作而产生的错误。语义错误有的在语义分析时检测处来，有的在运行时才能检测出来。如变量声明错误、作用域错误、数据存储区的溢出等错误。
1.3
逻辑错误
逻辑错误是指程序的运行结果和程序员的设想有出入时产生的错误。这类错误并不直接导致程序在编译期间和运行期间出现错误，但是程序未按预期方式执行，产生了不正确的运行结果，较难发现。这种错误只能通过分析结果，将结果与设计方案进行对比来发现。
2
HTTPException
我们用 HTTPException 模块返回带错误信息的 Response。HTTPException 是一个普通的 Python 异常，同时带有与 API 访问有关的附加数据。
from fastapi import FastAPI, HTTPException
app = FastAPI()
items = {"book": "Learn Python"}
@app.get("/items/{item_id}")async def read_item(item_id: str): if item_id not in items:
raise HTTPException(status_code=404, detail="Item not found")
return {"item": items[item_id]}
3
添加自定义头信息
有时候针对 HTTP 错误，在一些场景下，我们需要添加自定义头信息
from fastapi import FastAPI, HTTPException
app = FastAPI()
items = {"book": "Learn Python"}
@app.get("/items-header/{item_id}")async def read_item_header(item_id: str): if item_id not in items: raise HTTPException( status_code=404, detail="Item not found", headers={"X-Error": "error info"},
) return {"item": items[item_id]}
4
自定义异常处理器
在 fastapi 中借助 the same exception utilities from Starlette，我们可以添加自定义异常处理器。假设我们有个自定义异常 UnicornException，我们想在全局范围内处理这个异常。借助 @app.exception_handler()，就可以实现我们的目标。
from fastapi import FastAPI, Requestfrom fastapi.responses import JSONResponse
class UnicornException(Exception): def __init__(self, name: str): self.name = name
app = FastAPI()
@app.exception_handler(UnicornException)async def unicorn_exception_handler(request: Request, exc: UnicornException):
return JSONResponse( status_code=418, content={"message": f"Oops! {exc.name} did something. error"}, )
@app.get("/get_name_info/{name}")async def read_unicorn(name: str): if name == "haishiniu": raise UnicornException(name=name)
return {"name": name}
5
重写缺省异常处理器
fastapi 有一些缺省的异常处理器。当我们抛出 HTTPException 异常或者当请求有非法数据的时候，这些处理器负责返回默认的 JSON 结果。我们可以重写这些异常处理器。
5.1
重写请求校验异常处理器
当一个请求包含非法数据的时候，fastapi 内部会抛出 RequestValidationError 异常，并且有默认的异常处理器来处理。我们可以用 @app.exception_handler(RequestValidationError) 来重写这个异常处理器。
from fastapi import FastAPI, HTTPExceptionfrom fastapi.exceptions import RequestValidationErrorfrom fastapi.responses import PlainTextResponsefrom starlette.exceptions import HTTPException as StarletteHTTPException
app = FastAPI()
@app.exception_handler(StarletteHTTPException)async def http_exception_handler(request, exc): return PlainTextResponse(str(exc.detail), status_code=exc.status_code)
@app.exception_handler(RequestValidationError)
async def validation_exception_handler(request, exc): return PlainTextResponse(str(exc), status_code=400)
@app.get("/items/{item_id}")async def read_item(item_id: int): if item_id == 3: raise HTTPException(status_code=418, detail="Nope! I don't like 3.") return {"item_id": item_id}
5.2
重写 HTTPException 异常处理器
同样的方法，我们可以重写 HTTPException 异常处理器。例如，你可能想返回纯文本格式而不是 JSON 格式的错误信息。
from fastapi import FastAPI, HTTPExceptionfrom fastapi.exceptions import RequestValidationErrorfrom fastapi.responses import PlainTextResponsefrom starlette.exceptions import HTTPException as StarletteHTTPException
app = FastAPI()
@app.exception_handler(StarletteHTTPException)
async def http_exception_handler(request, exc):
return PlainTextResponse(str(exc.detail), status_code=exc.status_code)
@app.exception_handler(RequestValidationError)async def validation_exception_handler(request, exc): return PlainTextResponse(str(exc), status_code=400)
@app.get("/items/{item_id}")async def read_item(item_id: int): if item_id == 3:
raise HTTPException(status_code=418, detail="Nope! I don't like 3.")
return {"item_id": item_id}
5.3
重用缺省异常处理器
我们可以导入并且重用缺省的异常处理器。我们从 fastapi.exception_handlers 导入缺省异常处理器。
from fastapi import FastAPI, HTTPExceptionfrom fastapi.exception_handlers import ( http_exception_handler, request_validation_exception_handler,)
from fastapi.exceptions import RequestValidationErrorfrom starlette.exceptions import HTTPException as StarletteHTTPException
app = FastAPI()
@app.exception_handler(StarletteHTTPException)async def custom_http_exception_handler(request, exc): print(f"OMG! An HTTP error!: {repr(exc)}") return await http_exception_handler(request, exc)
@app.exception_handler(RequestValidationError)async def validation_exception_handler(request, exc): print(f"OMG! The client sent invalid data!: {exc}") return await request_validation_exception_handler(request, exc)
@app.get("/items/{item_id}")async def read_item(item_id: int): if item_id == 3: raise HTTPException(status_code=418, detail="Nope! I don't like 3.") return {"item_id": item_id}
在示例中，我们在抛出异常之前添加了一条日志输出。我们可以根据业务需求灵活的重用缺省异常处理器。
6
fastapi HTTPException 对比 Starlette HTTPException
fastapi 中 HTTPException 继承自 Starlette 的 HTTPException。
唯一的区别 fastapi 中 HTTPException 允许你在 response 添加头信息。主要在内部用于 OAuth 2.0 以及一些安全相关的功能。
因此，通常我们在代码中抛出 fastapi 的 HTTPException 异常。但是，当我们注册异常处理器的时候，我们应该注册为 Starlette 的 HTTPException。这样，当 Starlette 的内部代码或者 Starlette 扩展插件抛出 Starlette HTTPException 时，我们的处理器才能正常捕获和处理这个异常。如果我们要在代码中同时使用这两个类，为了避免命名冲突，我们可以重命名其中一个类。
7
总结
1.介绍了 什么是错误以及错误的分类信息
2.在 fastapi 中是如何自定义异常处理
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