“Lisp 的状况系统(condition system)是它最伟大的特性之一。”
有没有最伟大我还不是很清楚,但可以肯定的是给了我耳目一新的感觉。
会 Java 的应该都对了解其异常处理的机制,这一类型的异常处理方式估计是使用最广泛(Python, JavaScript, etc)的了。
其表达形式也比较简单:(以 Java 为例)
try { // do something could cause exception } catch (Exception e) { // handle exception }
而且,产生的异常如果不好处理还可以往上抛(throw exception),当异常向上层抛出的时候,异常信息以异常对象的形式向上传递,调用栈会展开(unwind),如果某一层没 catch 住或者处理不了继续往上抛。相当不错的模型,简洁易用。
似乎一切异常都逃不出手掌心了。到现实中的代码翻翻看。先排除掉哪些 catch 块里面没有任何东西,或者不写 try catch 直接声明 throw 的情况,因为不使用就没有发言权。可以观察到下面的情况出现得相当的多。
e.printStackTrace(); throw e;
顿时有种泪流满面的感觉,教科书上的内容还记得 T_T
好吧,那证明不了什么,只是说明了水平不够,没能领悟异常处理的真谛。
假设我们已经在 catch 里花了许多心思处理异常,异常只有一种处理方式的时候还好,一旦有多种处理方式,在什么情况下选择怎么处理就变得棘手起来,由于我们尽量期望一个方法只做它自己事情,选择哪个处理方式又是很可能与上层调用环境有关,要么是在调用时一并传入更多上下文信息,要么是抛出异常,由外层去选择和处理,只是怎么处理异常情况应该是下层的方法了解得最清楚,一旦异常抛出,栈已经被展开,前缘难续。当然,模型本身是没有什么对错的,只是看怎么用,用起来是否费劲。
从概念上比较,Lisp 的状况系统理解起来是有点费劲的,但用法却比较简单。貌似它的一些其它特性也是这样子。
状况系统将整个过程分成:产生(signaling)状况,处理(handling)它以及再启动(restarting)。与突出异常的情况不同,Lisp 更倾向于处理并从错误状况中恢复。但是,底层函数中是可以不决定选择哪种恢复策略,将决定权留给高层函数的代码。我们要做的事情就是思考会出现什么状况,出现状况的时候有什么策略来应对,以使程序可以继续运行下去。这要求比简单捕捉或抛出异常要更进了一步。
下面 Lisp 代码引用自 《实用 Common Lisp 编程》。
(define-condition malformed-log-entry-error (error) ((text :initarg :text :reader text))) (defun skip-log-entry (c) (invoke-restart 'skip-log-entry)) ;; set up the conditions (defun parse-log-entry (text) (if (well-formed-log-entry-p text) (make-instance 'log-entry …) (restart-case (error 'malformed-log-entry-error :text text) (use-value (value) value) (reparse-entry (fixed-text) (parse-log-entry fixed-text))))) ;; 'skip-log-entry' will be shown in the debugger when error occur (defun parse-log-file (file) (with-open-file (in file :direction :input) (loop for text = (read-line in nil nil) while text for entry = (restart-case (parse-log-entry text) (skip-log-entry () nil)) when entry collect it))) (defun analyze-log (log) (dolist (entry (parse-log-file log)) (analyze-entry entry))) ;; handle the condition (defun log-analyzer () (handler-bind ((malformed-log-entry-error #'(lambda (c) (use-value (make-instance 'malformed-log-entry :text (text c)))))) (dolist (log (find-all-logs)) (analyze-log log))))
调用是从 log-analyzer > analyze-log > parse-log-file > parse-log-entry 逐层深入。在 parse-log-entry 产生状况(malformed-log-entry-error)。然后可以使用 HANDLER-CASE 宏来定义状况处理器(handler),以响应状况的信号处理,但如果只是这样的话,就和普通异常处理没什么区别。
状况系统允许我们将处理代码拆分成两部分:从错误中恢复用的再启动(restart),和状况处理器(handler)。前者可以位于较下层的函数,后者位于更上层。
Restart 提供了可选的处理策略,因为并不是所有的应用都会采取某种固定的处理方式。比如,例子中 parse-log-entry 提供了 use-value 和 reparse-entry 两种处理方式,可以直接提供一个值,或者修复数据后重新分析。多个处理策略有时是很有用甚至是必须的。应用需要运行在测试环境与生产环境等不同环境中时,就有许多需要不同的处理策略的情况。
log-analyzer 是顶层函数,函数内通过 HANDLER-BIND 宏绑定状况处理器。重点在于,当下层函数出现状况时,上层函数可以选择处理策略,而执行处理策略的还是在下层函数的调用栈内,因为整个过程里栈是不展开的,可以在原有上下文环境下继续进行处理。
某种意义上讲,状况系统与异常处理根本就不是一回事。
我感觉就是两种完全不同的处理方式。当你与一个朋友因为一些状况发生争执时,如果这事在两人之间能处理掉那是最好,处理不了或者无法决定处理办法,拼命地往上冲突,朋友关系可能就因此破裂了,就算后面再努力挽回,重新建立的已经不是以前的那份友情了。但如果只要有修复的可能,上层有比如珍惜彼此多年情谊这样的大前提,是能决出一种处理办法来修复,从而很好地延续了友情。
一切都在继续。
PS: 初学 Lisp,实践不多,如果理解得不正确,还望看官们多多提点。