Restful API 中的错误处理
简介
随着移动开发和前端开发的崛起，越来越多的 Web 后端应用都倾向于实现 Restful API。
Restful API 是一个简单易用的前后端分离方案，它只需要对客户端请求进行处理，然后返回结果即可， 无需考虑页面渲染，一定程度上减轻了后端开发人员的负担。
然而，正是由于 Restful API 不需要考虑页面渲染，导致它不能在页面上展示错误信息。
那就意着当出现错误的时候，它只能通过返回一个错误的响应，来告诉用户和开发者相应的错误信息，提示他们接下来应该怎么办。
本文将讨论 Restful API 中的错误处理方案。
设计错误信息
当 Restful API 需要抛出错误的时候，我们要考虑的是：这个错误应该包含哪些信息。
我们先看看 Github, Google, Facebook, Twitter, Twilio 的错误信息是怎样的。
Github (use http status)
{
"message": "Validation Failed",
"errors": [
{
"resource": "Issue",
"field": "title",
"code": "missing_field"
}
]
}
Google (use http status)
{
"error": {
"errors": [
{
"domain": "global",
"reason": "insufficientFilePermissions",
"message": "The user does not have sufficient permissions for file {fileId}."
}
],
"code": 403,
"message": "The user does not have sufficient permissions for file {fileId}."
}
}
Facebook (use http status)
{
"error": {
"message": "Message describing the error",
"type": "OAuthException",
"code": 190,
"error_subcode": 460,
"error_user_title": "A title",
"error_user_msg": "A message",
"fbtrace_id": "EJplcsCHuLu"
}
}
Twitter (use http status)
{
"errors": [
{
"message": "Sorry, that page does not exist",
"code": 34
}
]
}
Twilio (use http status)
{
"code": 21211,
"message": "The 'To' number 5551234567 is not a valid phone number.",
"more_info": "https://www.twilio.com/docs/errors/21211",
"status": 400
}
观察这些结构可以发现它们都有一些共同的地方：
- 都利用了 Http 状态码
- 有些返回了业务错误码
- 都提供了给用户看的错误提示信息
- 有些提供了给开发者看的错误信息
Http 状态码
在 Restful API 中利用 Http 状态码来表明错误类型再合适不过了，因为 Http 状态码定义了很多抽象的错误类型。
虽然 Http 状态码定义了非常多的错误类型，但实际应用中，我们常用的状态码并不多，通常都是下面这几方面：
- API 正常工作 (200, 201)
- 客户端错误 (400, 401, 403, 404)
- 服务端错误 (500, 503)
业务错误码
很多时候，我们根据业务类型来自定义错误码。
这些业务错误码与 Http 状态码并不重叠，这时候我们可以返回业务错误码，用来提示用户/开发者错误类型。
给用户看的错误信息
当出现错误的时候，我们需要提示用户如何处理这种情况，通常这种错误信息都是必须的。
可以看到上面几个例子中都有返回给用户看的错误信息。
给开发者看的错误信息
若我们的 API 需要开放给第三方开发者，那么我们就需要考虑返回一些给开发者看的错误信息。
设计错误类型
我们刚才提到过，可以利用 Http 状态码来为错误类型进行分类。
通常我们所说的分类通常是对客户端错误进行分类， 即 4xx 类型的错误。
而这些错误类型中，我们最常用的是：
- 400 Bad Request
由于包含语法错误，当前请求无法被服务器理解。除非进行修改，否则客户端不应该重复提交这个请求。
通常在请求参数不合法或格式错误的时候可以返回这个状态码。 - 401 Unauthorized
当前请求需要用户验证。
通常在没有登录的状态下访问一些受保护的 API 时会用到这个状态码。 - 403 Forbidden
服务器已经理解请求，但是拒绝执行它。与401响应不同的是，身份验证并不能提供任何帮助。
通常在没有权限操作资源时(如修改/删除一个不属于该用户的资源时)会用到这个状态码。 - 404 Not Found
请求失败，请求所希望得到的资源未被在服务器上发现。
通常在找不到资源时返回这个状态码。
尽管我们可以通过 Http 状态码来表示错误的类型，
但在实际应用中，如果仅仅使用 Http 状态码的话，我们的代码中就遍布 Http 状态码：
// Node.js
if (!res.body.title) {
res.statusCode = 400
}
if (!user) {
res.statusCode = 401
}
if (!post) {
res.statusCode = 404
}
上面的实现方式在小项目中还可以接受，当项目变大、需求变多的时候，维护起来就变得很麻烦了。
为了提高错误的可读性和可维护性，我们需要对各种错误进行分类。
我个人习惯把错误分成以下几种类型：
- 格式错误 (FORMAT_INVALID)
- 数据不存在 (DATA_NOT_FOUND)
- 数据已存在 (DATA_EXISTED)
- 数据无效 (DATA_INVALID)
- 登录错误 (LOGIN_REQUIRED)
- 权限不足 (PERMISSION_DENIED)
错误分类之后，我们抛错误的时候就变得更加直观了：
if (!res.body.title) {
throw new Error(ERROR.FORMAT_INVALID)
}
if (!user) {
throw new Error(ERROR.LOGIN_REQUIRED)
}
if (!post) {
throw new Error(ERROR.DATA_NOT_FOUND)
}
if (post.creator.id !== user.id) {
throw new Error(ERROR.PERMISSION_DENIED)
}
这种形式比上面的写死状态码的方式方便很多，而且维护起来也更加简单。
但有一个问题，就是不能根据错误类型来返回指定的错误信息。
自定义错误类型
要实现根据错误类型来返回指定的错误信息，我们可以通过自定义错误的方式来实现。
假设我们自定义错误的结构如下：
{
"type": "",
"code": 0,
"message": "",
"detail": ""
}
我们需要做到如下几点：
- 根据错误类型来自动设置
type,code,message detail为可选项，用来描述该错误的具体原因
const ERROR = {
FORMAT_INVALID: 'FORMAT_INVALID',
DATA_NOT_FOUND: 'DATA_NOT_FOUND',
DATA_EXISTED: 'DATA_EXISTED',
DATA_INVALID: 'DATA_INVALID',
LOGIN_REQUIRED: 'LOGIN_REQUIRED',
PERMISSION_DENIED: 'PERMISSION_DENIED'
}
const ERROR_MAP = {
FORMAT_INVALID: {
code: 1,
message: 'The request format is invalid'
},
DATA_NOT_FOUND: {
code: 2,
message: 'The data is not found in database'
},
DATA_EXISTED: {
code: 3,
message: 'The data has exist in database'
},
DATA_INVALID: {
code: 4,
message: 'The data is invalid'
},
LOGIN_REQUIRED: {
code 5,
message: 'Please login first'
},
PERMISSION_DENIED: {
code: 6,
message: 'You have no permission to operate'
}
}
class CError extends Error {
constructor(type, detail) {
super()
Error.captureStackTrace(this, this.constructor)
let error = ERROR_MAP[type]
if (!error) {
error = {
code: 999,
message: 'Unknow error type'
}
}
this.name = 'CError'
this.type = error.code !== 999 ? type : 'UNDEFINED'
this.code = error.code
this.message = error.message
this.detail = detail
}
}
自定义好错误之后，我们调用起来就更加简单了：
// in controller
if (!user) {
throw new CError(ERROR.LOGIN_REQUIRED, 'You should login first')
}
if (!req.body.title) {
throw new CError(ERROR.FORMAT_INVALID, 'Title is required')
}
if (!post) {
throw new CError(ERROR.DATA_NOT_FOUND, 'The post you required is not found')
}
最后，还剩下一个问题，根据错误类型来设置状态码，然后返回错误信息给客户端。
捕获错误信息
在 Controller 中抛出自定义错误后，我们需要捕获该错误，才能返回给客户端。
假设我们使用 koa 2 作为 web 框架来开发 restful api，那么我们要做的是添加错误处理的中间件:
module.exports = async function errorHandler (ctx, next) {
try {
await next()
} catch (err) {
let status
switch (err.type) {
case ERROR.FORMAT_INVALID:
case ERROR.DATA_EXISTED:
case ERROR.DATA_INVALID:
status = 400
break
case ERROR.LOGIN_REQUIRED:
status = 401
case ERROR.PERMISSION_DENIED:
status = 403
case ERROR.DATA_NOT_FOUND:
status = 404
break
default:
status = 500
}
ctx.status = status
ctx.body = err
}
}
// in app.js
app.use(errorHandler)
app.use(router.routes())
通过这种方式，我们就能优雅地处理 Restful API 中的错误信息了。
参考资料
https://zh.wikipedia.org/zh-hans/HTTP%E7%8A%B6%E6%80%81%E7%A0%81
https://www.loggly.com/blog/node-js-error-handling/
http://blog.restcase.com/rest-api-error-codes-101/
https://apigee.com/about/blg/technology/restful-api-design-what-about-errors
http://stackoverflow.com/questions/942951/rest-api-error-return-good-practices
http://goldbergyoni.com/checklist-best-practices-of-node-js-error-handling/
http://blogs.mulesoft.com/dev/api-dev/api-best-practices-response-handling/
https://developers.facebook.com/docs/graph-api/using-graph-api/#errors
https://developers.google.com/drive/v3/web/handle-errors
https://developer.github.com/v3/#client-errors
https://dev.twitter.com/overview/api/response-codes
https://www.twilio.com/docs/api/errors
