错误对象的扩展与自定义

在JavaScript开发中，错误处理是构建健壮应用程序的关键部分。虽然JavaScript提供了内置的Error对象，但在实际开发中，我们经常需要扩展和自定义错误对象以满足特定需求。本文将深入探讨如何扩展和自定义JavaScript错误对象，以创建更精确、更有意义的错误处理机制。

内置Error对象基础

JavaScript内置的Error对象是所有错误类型的基类，它具有以下基本属性：

name：错误名称
message：错误描述信息
stack：错误堆栈跟踪（非标准但广泛支持）

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try {
  throw new Error('Something went wrong');
} catch (error) {
  console.log(error.name);     // "Error"
  console.log(error.message);  // "Something went wrong"
  console.log(error.stack);    // 堆栈跟踪信息
}

创建自定义错误类

通过继承Error类，我们可以创建特定领域的错误类型：

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class ValidationError extends Error {
  constructor(message, field) {
    super(message);
    this.name = "ValidationError";
    this.field = field;
    this.code = "VALIDATION_FAILED";
    this.timestamp = new Date().toISOString();
  }
  
  toJSON() {
    return {
      name: this.name,
      message: this.message,
      field: this.field,
      code: this.code,
      timestamp: this.timestamp,
      stack: this.stack
    };
  }
}

// 使用示例
try {
  throw new ValidationError('Invalid email format', 'email');
} catch (error) {
  if (error instanceof ValidationError) {
    console.error(JSON.stringify(error, null, 2));
    // {
    //   "name": "ValidationError",
    //   "message": "Invalid email format",
    //   "field": "email",
    //   "code": "VALIDATION_FAILED",
    //   "timestamp": "2023-05-20T12:34:56.789Z",
    //   "stack": "..."
    // }
  }
}

错误类的进阶扩展

1. 添加错误代码系统

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class AppError extends Error {
  constructor(message, code) {
    super(message);
    this.code = code || "INTERNAL_ERROR";
    this.name = this.constructor.name;
    Error.captureStackTrace(this, this.constructor);
  }
}

class DatabaseError extends AppError {
  constructor(message) {
    super(message, "DATABASE_ERROR");
    this.statusCode = 500;
  }
}

2. 支持多语言错误消息

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class I18nError extends Error {
  constructor(messageKey, params = {}) {
    const messages = {
      'invalid_email': 'Invalid email address',
      'password_too_short': 'Password must be at least {minLength} characters'
    };
    
    let message = messages[messageKey] || 'Unknown error';
    message = message.replace(/\{(\w+)\}/g, (_, key) => params[key]);
    
    super(message);
    this.messageKey = messageKey;
    this.params = params;
  }
}

3. 可恢复错误与致命错误

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class RecoverableError extends Error {
  constructor(message) {
    super(message);
    this.isRecoverable = true;
  }
}

class FatalError extends Error {
  constructor(message) {
    super(message);
    this.isFatal = true;
  }
}

错误处理最佳实践

错误分类：根据错误类型创建层次结构

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class NetworkError extends Error {}
class TimeoutError extends NetworkError {}
class ConnectionError extends NetworkError {}

添加上下文信息：

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class ContextualError extends Error {
  constructor(message, context = {}) {
    super(message);
    this.context = context;
  }
}

序列化错误：为日志和API响应准备

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class SerializableError extends Error {
  toJSON() {
    return {
      name: this.name,
      message: this.message,
      stack: this.stack,
      ...this.additionalProperties
    };
  }
}

错误聚合：处理多个错误

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class AggregateError extends Error {
  constructor(errors = []) {
    super(`Multiple errors occurred (${errors.length})`);
    this.errors = errors;
  }
}

实际应用示例

API错误处理

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class ApiError extends Error {
  constructor(message, statusCode, details = {}) {
    super(message);
    this.statusCode = statusCode;
    this.details = details;
    this.isOperational = true; // 标记为可预期的操作错误
  }
  
  static badRequest(details) {
    return new ApiError('Bad Request', 400, details);
  }
  
  static unauthorized() {
    return new ApiError('Unauthorized', 401);
  }
  
  static notFound(resource) {
    return new ApiError(`${resource} not found`, 404);
  }
}

// 在Express中间件中使用
app.use((err, req, res, next) => {
  if (err instanceof ApiError) {
    return res.status(err.statusCode).json({
      error: {
        message: err.message,
        details: err.details,
        code: err.statusCode
      }
    });
  }
  // 处理其他错误...
});

浏览器与Node.js差异

堆栈跟踪差异：
- Node.js的Error.captureStackTrace()可以自定义堆栈跟踪
- 浏览器中堆栈跟踪可能包含更多信息
Error子类化：
- 现代环境都支持ES6类继承
- 旧环境可能需要polyfill
错误序列化：
- Node.js通常需要显式调用toJSON()
- 浏览器控制台会自动显示错误属性

性能考虑

错误实例化成本：创建错误对象会影响性能，特别是在热代码路径中
堆栈跟踪：捕获堆栈跟踪是昂贵的操作
内存使用：保留错误对象可能导致内存泄漏

结论

扩展和自定义错误对象是提升JavaScript应用程序可维护性和可调试性的强大技术。通过创建特定领域的错误类型，添加丰富的上下文信息，并实现一致的错误处理模式，开发者可以构建更健壮、更易于故障排除的应用程序。记住，良好的错误处理不仅仅是捕获异常，而是创建有意义的错误层次结构，为开发者和最终用户提供清晰的反馈。