【Node.js从基础到高级运用】十九、Node.js 捕获错误之“未捕获的异常”

引言

在 Node.js 应用程序中，错误处理是保证应用稳定性和可靠性的关键部分。特别是“未捕获的异常”（uncaught exceptions），如果不妥善处理，很可能会导致整个进程崩溃。在本文中，我们将探讨如何在 Node.js 中捕获和处理未捕获的异常，并使用 Jest 框架进行测试。

什么是“未捕获的异常”？

在 Node.js 中，当一个异常没有被 try/catch 语句捕获时，它就会成为一个“未捕获的异常”。默认情况下，Node.js 会打印出错误信息，并退出当前进程。

如何捕获“未捕获的异常”？

为了防止进程因为未捕获的异常而退出，我们可以监听 process 对象的 uncaughtException 事件。

process.on('uncaughtException', (error) => {
  // 打印错误信息
  console.error('捕获到未处理的异常:', error);
  // 执行必要的清理操作
  // ...
  // 在完成清理后，可以选择退出进程
  process.exit(1);
});

示例代码

下面是一个简单的 Node.js 应用程序，它演示了如何捕获未捕获的异常：

// 引入 fs 模块用于文件操作
const fs = require('fs');

// 监听未捕获的异常
process.on('uncaughtException', (error) => {
  console.error('捕获到未处理的异常:', error);
  // 清理工作可以在这里进行
  process.exit(1); // 退出进程
});

// 一个会产生未捕获异常的函数
function readFileAsync() {
  // 异步读取一个不存在的文件，将会产生异常
  fs.readFile('/path/to/nonexistent/file', (err, data) => {
    if (err) {
      // 这里故意不处理错误，导致未捕获的异常
      throw err;
    }
    console.log(data);
  });
}

// 调用函数，产生未捕获的异常
readFileAsync();

在上面的代码中，readFileAsync 函数尝试读取一个不存在的文件，这会导致一个错误。由于错误没有在回调函数中被处理，它会被抛出为一个未捕获的异常。我们通过监听 uncaughtException 事件来捕获这个异常，并打印错误信息，然后退出进程。

使用 Jest 进行测试

为了测试我们的错误处理逻辑，我们可以使用 Jest 测试框架。首先，我们需要安装 Jest：

npm install --save-dev jest

然后，我们可以编写一个测试用例来模拟未捕获的异常，并断言我们的错误处理逻辑是否按预期工作。

创建一个 test19.test.js 文件，包含以下内容：

// 文件：test19.test.js

function setupUncaughtExceptionListener() {
  process.on('uncaughtException', (error) => {
    console.error('Unhandled exception:', error);
  });
}

describe('setupUncaughtExceptionListener', () => {
  it('应使用“uncaughtException”调用process.on', () => {
    // 监视 process.on 方法
    const processSpy = jest.spyOn(process, 'on');

    // 调用目标函数
    setupUncaughtExceptionListener();

    // 验证 process.on 是否被调用，并且参数正确
    expect(processSpy).toHaveBeenCalledWith('uncaughtException', expect.any(Function));

    // 清理监视器
    processSpy.mockRestore();
  });

  it('发生uncaughtException时应调用console.error', () => {
    // 监视 console.error 方法
    const consoleSpy = jest.spyOn(console, 'error').mockImplementation(() => {});

    // 初始化未捕获异常监听器
    setupUncaughtExceptionListener();

    // 模拟一个未捕获的异常
    const testError = new Error('Test uncaught exception');
    process.emit('uncaughtException', testError);

    // 验证 console.error 是否被调用，并且传入了正确的错误信息
    expect(consoleSpy).toHaveBeenCalledWith('Unhandled exception:', testError);

    // 清理监视器
    consoleSpy.mockRestore();
  });
});

最后，我们可以运行 Jest 来执行测试：

npx jest test19.test.js

如果一切正常，你应该会看到所有测试通过的消息，包括新添加的测试用例，它验证了当 uncaughtException 事件发生时console.error是否被正确调用，并且输出了预期的错误信息。
这个测试案例展示了如何在 Node.js 环境中模拟未捕获的异常事件，并验证相关的错误处理函数是否按预期工作。通过使用 jest.spyOn 和 .mockImplementation，我们能够监视和断言 console.error 的调用，同时避免了在测试中输出不必要的错误信息。

在 Jest 中，还原模拟的函数通常使用mockRestore()方法（对于通过jest.spyOn创建的模拟）或者直接将函数赋值回原来的实现（对于直接赋值模拟的情况）。这样，每个测试用例都可以在一个干净的环境中运行，不受之前测试用例的影响。

总结

正确处理未捕获的异常对于维护 Node.js 应用的稳定性至关重要。通过监听 uncaughtException 事件，并在必要时进行适当的清理和退出，我们可以避免一些突发的错误导致整个应用崩溃。同时，使用 Jest 进行测试可以帮助我们确保我们的错误处理代码按预期工作。