16º aprile 2021

Gestione degli errori, "try...catch"

Non importa quanto siamo bravi a programmare, a volte i nostri scripts contengono errori. Questo può accadere a causa di un nostro errore, un input da parte dell’utente inatteso, a una risposta sbagliata da parte del server e per un altro centinaio di ragioni.

Di solito, uno script “muore” (si ferma immediatamente) al verificarsi di un errore, stampandolo in console.

Ma esiste il costrutto try...catch che permette di “catturare” gli errori e, anziché farlo morire, ci permette di fare qualcosa di più ragionevole.

La sintassi “try…catch”

Il costrutto try...catch è composto da due blocchi principali: try e catch:

try {

  // codice...

} catch (err) {

  // gestione dell'errore

}

Funziona in questo modo:

  1. Per prima cosa, il codice all’interno del blocco try {...} viene eseguito.
  2. Se non si verifica alcun errore, allora catch(err) viene ignorato: viene eseguito tutto il codice all’interno del try e viene saltato quello all’interno del catch.
  3. Se si verifica un errore, allora l’esecuzione del resto del codice all’interno del try viene interrotta, e si passa all’esecuzione del codice all’interno di catch(err). La variabile err (può essere usato ogni nome) contiene un oggetto di tipo Error (Error Object) con i dettagli riguardo a cosa sia successo.

Quindi, un errore all’interno del blocco try {...} non ucciderà lo script: avremo la possibilità di gestirlo all’interno del blocco catch.

Vediamo degli esempi.

  • Un esempio senza errori: saranno visualizzati alert (1) e (2):

    try {
    
      alert('Inizio l\'esecuzione di try');  // (1) <--
    
      // ...qui nessun errore
    
      alert('Fine dell\'esecuzione di try');   // (2) <--
    
    } catch (err) {
    
      alert('Catch viene ignorato, dato che non ci sono errori'); // (3)
    
    }
  • Un esempio con un errore: saranno visualizzati (1) e (3):

    try {
    
      alert('Inizio l\'esecuzione di try');  // (1) <--
    
      lalala; // errore, variabile non definita!
    
      alert('Fine dell\'esecuzione di try (mai raggiunta)');  // (2)
    
    } catch (err) {
    
      alert(`Si è verificato un errore!`); // (3) <--
    
    }
try...catch funziona solamente per gli errori che si verificano durante l’esecuzione (runtime errors)

In modo che try...catch funzioni, il codice deve essere eseguibile. In altre parole, dev’essere un script JavaScript valido.

Non funzionerà se il codice è sintatticamente errato, per esempio se ha delle parentesi graffe non accoppiate:

try {
  {{{{{{{{{{{{
} catch (err) {
  alert("Il motore (engine) non riesce a interpretare il codice, esso non è valido");
}

Il motore di JavaScript dapprima legge il codice, dopodiché lo esegue. Gli errori che si presentano durante la fase di lettura vengono definiti “parse-time” e sono non recuperabili (unrecoverable) (dal codice stesso). Questo perché il motore non riesce a interpretare il codice.

Quindi, try...catch può solo gestire gli errori presenti in un codice comunque valido. Tali errori vengono chiamati “errori di runtime” (runtime errors) o, a volte, “eccezioni” (exceptions).

try...catch funziona in maniera sincrona

Se un’eccezione si verifica all’interno di codice “schedulato”, come nel caso di setTimeout, allora try...catch non riesce ad intercettarlo:

try {
  setTimeout(function() {
    variabileNonDefinita; // script morirà qui
  }, 1000);
} catch (e) {
  alert( "non funziona" );
}

Questo accade perché il codice all’interno della funzione sarà eseguito successivamente, quando il motore avrà già interpretato il costrutto try...catch.

Per intercettare un’eccezione all’interno di una funzione schedulata, try...catch dev’essere all’interno di tale funzione

setTimeout(function() {
  try {
    variabileNonDefinita; // try...catch gestisce l'errore!
  } catch {
    alert( "qui c'è un errore!" );
  }
}, 1000);

Oggetto di tipo Error (Error Object)

Quando un errore si verifica, JavaScript genera un oggetto contenente i dettagli al riguardo. L’oggetto è passato come argomento al catch:

try {
  // ...
} catch(err) { // <-- "error object", potreste usare un'altra parola al posto di err
  // ...
}

Per tutti gli errori standard, incorporati, l’oggetto errore ha due proprietà principali:

name
Il nome dell’errore. Ad esempio, per una variabile non definita sarà "ReferenceError".
message
Il messaggio testuale con i dettagli dell’errore.

Esistono altre proprietà non standard disponibili in diverse condizioni. Una di quelle più largamente utilizzate e supportate è:

stack
Lo stack alla chiamata corrente: una stringa con le informazioni inerenti la sequenza delle chiamate effettuate che hanno portato all’errore. Utile a scopo di debugging.

Ad esempio:

try {
  lalala; // errore, variabile non definita!
} catch (err) {
  alert(err.name); // ReferenceError
  alert(err.message); // lalala non è definito
  alert(err.stack); // ReferenceError: lalala non è definito a (...call stack)

  // Può essere anche visualizzato nel suo complesso
  // L'errore è convertito in una stringa del tipo "name: message"
  alert(err); // ReferenceError: lalala non è definito
}

associazione “catch” opzionale

Aggiunta di recente
Questa funzionalità è stata aggiunta di recente al linguaggio. Vecchi browsers potrebbero richiedere polyfills.

Se non abbiamo bisogno dei dettagli dell’errore, catch può ometterli:

try {
  // ...
} catch { // <-- senza (err)
  // ...
}

Usare “try…catch”

Esploriamo quindi l’uso di try...catch nella vita reale.

Come già sappiamo, JavaScript supporta il metodo JSON.parse(str) per leggere le variabili codificate in JSON.

Generalmente è usato per decodificare i dati ricevuti attraverso la rete, dal server o da altri sorgenti.

Riceviamo essi e chiamiamo JSON.parse così:

let json = '{"name":"John", "age": 30}'; // dati dal server

let user = JSON.parse(json); // converto il testo che rappresenta un oggetto JS

// ora user è un oggetto con delle proprietà
alert( user.name ); // John
alert( user.age );  // 30

Puoi trovare maggiori informazioni riguardo il JSON nel capitolo Metodi JSON, toJSON.

Se json è malformato, JSON.parse genererà un errore, quindi lo script “morirà”.

Dovremmo essere soddisfatti di questo? Ovviamente, no!

In questo modo, se qualcosa va storto, il visitatore non saprà mai perché (a meno che non apra la console per sviluppatori). E in genere gli utenti non gradiscono affatto che qualche cosa sia andata storta senza avere alcun messaggio di errore.

Quindi usiamo try...catch per gestire l’errore:

let json = "{ bad json }";

try {

  let user = JSON.parse(json); // <-- si verifica un errore..
  alert( user.name ); // non funziona

} catch (err) {
  // ...l'esecuzione prosegue qui
  alert( "Ci scusiamo, ma i dati contengono errori, proveremo a chiederli nuovamente." );
  alert( err.name );
  alert( err.message );
}

Qui abbiamo utilizzato il blocco catch solamente per visualizzare un messaggio, ma possiamo fare molto altro: inviare una nuova richiesta al server, suggerire un’alternativa al visitatore, inviare le informazioni inerenti l’errore a un servizio di logging, … Molto meglio che far semplicemente morire lo script.

Usare i nostri errori personalizzati

Che succede se il json è sintatticamente corretto, ma non la proprietà richiesta name?

Tipo così:

let json = '{ "age": 30 }'; // dati incompleti

try {

  let user = JSON.parse(json); // <-- non ci sono errori
  alert( user.name ); // nessuna proprietà name!

} catch (err) {
  alert( "non posso eseguire" );
}

Qui JSON.parse viene eseguito correttamente, ma l’assenza di name è per noi un errore.

Per unificare la gestione degli errori, useremo l’operatore throw.

Operatore “Throw”

L’operatore throw serve a generare un errore.

La sintassi è:

throw <error object>

Tecnicamente, possiamo usare qualsiasi cosa come oggetto errore (error object). Potrebbe essere una qualunque primitiva, come un numero (number) o una stringa (string), ma è meglio utilizzare un oggetto (object), preferibilmente con le proprietà name e message (per mantenere la compatibilità con gli errori già inclusi).

JavaScript ha già molti costruttori integrati per errori generici: Error, SyntaxError, ReferenceError, TypeError e altri. Possiamo usarli per creare un oggetto errore.

La sintassi è:

let error = new Error(message);
// or
let error = new SyntaxError(message);
let error = new ReferenceError(message);
// ...

Per gli errori integrati (non per qualunque oggetto, solo per gli errori), la proprietà name è esattamente il nome del costruttore. E message è preso dall’argomento.

Ad esempio:

let error = new Error("Qualcosa è successo o_O");

alert(error.name); // Errore
alert(error.message); // Qualcosa è successo o_O

Vediamo quindi che errore viene genearato da JSON.parse:

try {
  JSON.parse("{ json errato o_O }");
} catch(err) {
  alert(err.name); // SyntaxError
  alert(err.message); // Simbolo inaspettato (Unexpected token) o nel JSON alla posizione 0
}

Come possiamo vedere, è un Errore di Sintassi (SyntaxError).

Vediamo l’altro caso, in cui l’assenza di name è un errore, poiché gli utenti devono avere la proprietà name.

Quindi eseguiamo:

let json = '{ "age": 30 }'; // dati incompleti

try {

  let user = JSON.parse(json); // <-- nessun errore

  if (!user.name) {
    throw new SyntaxError("Dati incompleti: manca name"); // (*)
  }

  alert( user.name );

} catch(err) {
  alert( "JSON Error: " + err.message ); // Errore JSON: dati incompleti (Incomplete data): manca name
}

Alla linea (*), l’operatore throw genera un SyntaxError con il message fornito, allo stesso modo in cui lo genererebbe JavaScript. L’esecuzione di try si ferma immediatamente e il controllo passa direttamente all’interno di catch.

Quindi catch diventa un singolo posto per la gestione di tutti gli errori: sia per JSON.parse che per tutti gli altri casi.

Rethrowing

Nel precedente esempio abbiamo usato try...catch per gestire i dati non corretti. Ma è possibile che un altro errore inaspettato si verifichi all’interno del blocco try {...}? Come un errore di programmazione (variabile non definita) o qualcos’altro, non solo qualcosa come i “dati non corretti”.

Come questo:

let json = '{ "age": 30 }'; // dati incompleti

try {
  user = JSON.parse(json); // <-- abbiamo dimenticato di inserire "let" prima di user

  // ...
} catch (err) {
  alert("JSON Error: " + err); // Errore JSON: ReferenceError: la variabile utente non è definita
  // (non c'è nessun errore JSON)
}

Ovviamente, tutto è possibile! I programmatori commettono errori. Anche nelle utility open source utilizzate da milioni di persone per decenni – improvvisamente può essere scoperto un bug che porta a terribili hack.

Nel nostro caso, try...catch è pensato per intercettare errori per “dati non corretti”. Ma per sua natura, catch prende tutti gli errori in try. Qui intercetta un errore inaspettato, tuttavia visualizza ugualmente il messaggio "JSON Error". Questo è sbagliato e rende il debug del codice più difficoltoso.

Per evitare questi problemi, possiamo utiliizare la tecnica di “rethrowing”. La regola è molto semplice:

Catch dovrebbe processore solamente gli errori che riconosce e “rilanciare” (rethrow) tutti gli altri.

La tecnica “rethrowing” può essere spiegata più in dettaglio come:

  1. Catch intercetta tutti gli errori.
  2. Nel blocco catch (err) {...} analizziamo l’oggetto errore (Object Error) err.
  3. Se non sappiamo come gestirlo, allora ne usciremo con throw err.

Usually, we can check the error type using the instanceof operator:

try {
  user = { /*...*/ };
} catch (err) {
  if (err instanceof ReferenceError) {
    alert('ReferenceError'); // "ReferenceError" for accessing an undefined variable
  }
}

Possiamo ottenere il nome della classe di errore dalla proprietà err.name. Tutti gli errori nativi la possiedono. Un’altra opzione può esser quella di leggere err.constructor.name.

La regola è semplice:

Catch dovrebbe processore solamente gli errori che riconosce e “rilanciare” (rethrow) tutti gli altri.

La tecnica “rethrowing” può essere spiegata più in dettaglio come:

  1. Catch intercetta tutti gli errori.
  2. Nel blocco catch(err) {...} analizziamo l’oggetto errore (Object Error) err.
  3. Se non sappiamo come gestirlo, allora ne usciremo con throw err.

Nel codice seguente, useremo rethrowing in modo che catch gestisca solamente un SyntaxError:

let json = '{ "age": 30 }'; // dati incompleti
try {

  let user = JSON.parse(json);

  if (!user.name) {
    throw new SyntaxError("Dati incompleti: manca la proprietà name");
  }

  blabla(); // errore inaspettato

  alert( user.name );

} catch (err) {

  if (err instanceof SyntaxError) {
    alert( "JSON Error: " + err.message );
  } else {
    throw err; // rethrow (*)
  }

}

Genereremo un errore nel blocco catch alla linea (*) “uscendo” dal try...catch e potremo catturare nuovamente quest’errore con un costrutto try...catch più esterno (se esiste), altrimenti lo script morirà.

Quindi, attualmente il blocco catch gestisce solamente gli errori che conosce e per cui è stato istruito e “ignora” tutti gli altri.

Il seguente esempio dimostra come altri errori possono essere catturati da più livelli di try...catch:

function readData() {
  let json = '{ "age": 30 }';

  try {
    // ...
    blabla(); // errore!
  } catch (err) {
    // ...
    if (!(err instanceof SyntaxError)) {
      throw err; // rethrow (non so come gestirlo)
    }
  }
}

try {
  readData();
} catch (err) {
  alert( "External catch got: " + err ); // catturato!
}

In questo caso readData sa solamente come gestire un SyntaxError, mentre il try...catch più esterno sa come gestire tutto il resto.

try…catch…finally

Aspetta, non è tutto.

Il costrutto try...catch può avere una o più clausole: finally.

Se esiste, il codice all’interno delle clausole verrà eseguito in ogni caso:

  • dopo try, se non si sono verificati errori,
  • dopo catch, se si sono verificati errori.

La sintassi estesa sarà più o meno così:

try {
   ... provo ad eseguire il codice ...
} catch (err) {
   ... gestisco gli errori ...
} finally {
   ... eseguo in ogni caso ...
}

Proviamo ad eseguire questo codice:

try {
  alert( 'try' );
  if (confirm('Vuoi generare un errore?')) BAD_CODE();
} catch (err) {
  alert( 'catch' );
} finally {
  alert( 'finally' );
}

Il codice ha due modi per terminare l’esecuzione:

  1. Se si risponde “Sì” alla domanda “Vuoi generare un errore?”, allora try -> catch -> finally.
  2. Se si risponde “No”, allora try -> finally.

La clausola finally è spesso utilizzata quando iniziamo a fare qualcosa e vogliamo che in ogni caso finalizzare il risultato.

Per esempio, vogliamo misurare il tempo che impiega una funzione di Fibonacci fib(n). Naturalmente, dobbiamo iniziare la misurazione prima che essa venga eseguita e terminarla subito dopo. Ma cosa accade se si verifica un errore durante il richiamo della funzione? In particolare, l’implementazione di fib(n) nel codice che segue ritorna un errore in caso di numeri negativi o non interi.

La clausola finally è il posto migliore dove terminare la misurazione senza dover tener conto di cosa sia successo.

In questo caso finally garantisce la misurazione del tempo impiegato correttamente in entrambe le situazioni – sia nel caso di un’esecuzione corretta di fib che nel caso si verifichi un errore in essa:

let num = +prompt("Inserire un numero positivo?", 35)

let diff, result;

function fib(n) {
  if (n < 0 || Math.trunc(n) != n) {
    throw new Error("Deve non essere negativo, oltre che intero.");
  }
  return n <= 1 ? n : fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

let start = Date.now();

try {
  result = fib(num);
} catch (err) {
  result = 0;
} finally {
  diff = Date.now() - start;
}

alert(result || "si è verificato un errore");

alert( `l'esecuzione è durata ${diff}ms` );

Possiamo verificare il codice eseguendolo e inserendo 35 al prompt – verrà eseguito normalmente, finally dopo try. E se inseriamo -1 – ci sarà un errore immediato, e l’esecuzione durerà 0ms. Entrambe le misurazioni saranno corrette.

In altre parola, la funzione potrà terminare con return o throw, non avrà alcuna importanza. La clausola finally verrà eseguita in ogni caso.

Le variabili sono locali all’interno di try...catch...finally

Presta attenzione al fatto che le variabili result e diff nel codice precedente sono dichiarate prima del try...catch.

Altrimenti, se dichiariamo let all’interno del blocco try, risulterà visibile solamente all’interno del blocco stesso.

finally e return

La clausola finally funziona indifferentemente da come si esce dal blocco try...catch. Questo include anche un esplicito return.

Nel codice seguente, c’è un return nel try. In questo caso, finally è eseguito giusto prima che il controllo passi al resto del codice.

function func() {

  try {
    return 1;

  } catch (err) {
    /* ... */
  } finally {
    alert( 'finally' );
  }
}

alert( func() ); // prima viene eseguito l'alert del finally, e successivamente questo qua
try...finally

Anche il costrutto try...finally, senza la clausola catch può risultare utile. Lo useremo se non vogliamo gestire l’errore in questo momento (ignorandolo), ma vogliamo essere sicuri che il processo che abbiamo avviato sia finalizzato ugualmente.

function func() {
  // iniziamo ad eseguire qualcosa che necessita di essere completata (come una misurazione)
  try {
    // ...
  } finally {
    // completo qualunque cosa sia accaduta
  }
}

Nel codice qui sopra, un errore all’interno di try vi farà uscire sempre fuori dal costrutto, perché non c’è catch. Ma finally verrà eseguito ugualmente prima che il flusso lascerà la funzione.

Catch globale

Strettamente legato all’ambiente di esecuzione

Le informazioni all’interno di questa sezione non fanno parte strettamente di JavaScript.

Immaginiamo di incorrere in un errore fatale fuori dal try...catch, e lo script muore. Esattamente come un errore di programmazione, non è il massimo, se non un terribile risultato.

Esiste un modo per reagire a un situazione simile? Possiamo creare un log dell’errore, mostrare qualcosa all’utente (che normalmente non vede i messaggi di errore), ecc.

Non esiste nulla nelle specifiche, ma l’ambiente in genere ci viene incontro, poiché risulta veramente utile. Ad esempio, Node.js ha process.on("uncaughtException") per questo. E nel browser possiamo assegnare una funzione alla proprietà speciale window.onerror, che verrà eseguita nel caso di un errore non catturato.

La sintassi:

window.onerror = function(message, url, line, col, error) {
  // ...
};
message
Messaggio di errore.
url
Indirizzo URL dello script in cui si è verificato l’errore.
line, col
Linea e colonna in cui si è verificato l’errore.
error
L’oggetto errore (Error Object).

Ad esempio:

<script>
  window.onerror = function(message, url, line, col, error) {
    alert(`${message}\n At ${line}:${col} of ${url}`);
  };

  function readData() {
    badFunc(); // Ops, qualcosa è andato storto!
  }

  readData();
</script>

Il ruolo del gestore globale window.onerror non è quello di risolvere l’esecuzione dello the script – cosa probabilmente impossibile nel’eventualità di errori di programmazione, ma d’inviare messaggi di errore agli sviluppatori.

Esistono anche dei web-services che forniscono servizi di error-logging, come https://errorception.com o http://www.muscula.com.

Funziona all’incirca così:

  1. Ci registriamo al servizio e inseriamo il pezzo di codice JS (o lo URL allo script) che ci viene fornito.
  2. Quindi lo script JS imposta una funzione personalizzata window.onerror.
  3. Quando si verifica un errore, quest’ultimo invia una richiesta contenente i dettagli al servizio.
  4. A questo punto noi possiamo autenticarci tramite l’interfaccia web del servizio e vedere gli errori.

Riepilogo

Il costrutto try...catch permette la gestione degli errori al momento dell’esecuzione. Letteralmente permette di “provare” (“try”) il codice e “catturare” (“catch”) gli errori che si possono verificare.

La sintassi è:

try {
  // esegui il codice
} catch (err) {
  // se un errore si presenta, passo qui
  // err è l'oggetto errore (object error)
} finally {
  // viene eseguito in ogni caso subito dopo try/catch
}

Sia la sezione catch che finally possono essere omesse, quindi i costrutti brevi try...catch e try...finally sono ugualmente validi.

L’oggetto errore ha le seguenti proprietà:

  • message – il messaggio di errore “human-readable”.
  • name – la stringa con il nome dell’errore (error constructor name).
  • stack (non standard, ma ben supportato) – lo stack al momento della creazione dell’errore.

Se un oggetto errore non è necessario, possiamo ometterlo usando catch { anziché catch (err) {.

Possiamo anche generare un nostro errore personalizzato usando l’operatore throw. Tecnicamente, l’argomento di throw può essere qualunque cosa, ma in genere è un oggetto errore (object error) che estende la classe integrata Error. Puoi leggerne di più nel prossimo capitolo.

Rethrowing è un pattern veramente importante per la gestione degli errori: un blocco catch in genere si aspetta e gestisce un particolare tipo di errore, quindi dovrebbe “rilanciare” (rethrow) gli errori che non è in grado di gestire.

In ogni caso, se non abbiamo try...catch, molti ambienti permettono d’impostare un gestore “globale” per intercettare gli errori che ci “buttano fuori”. All’interno del browser c’è window.onerror.

Esercizi

importanza: 5

Confronta i due frammenti di codice.

  1. Il primo utilizza finally per eseguire il codice dopo try...catch:

    try {
      lavoro lavoro
    } catch (e) {
      gestione errori
    } finally {
      ripulisci lo spazio di lavoro
    }
  2. Il secondo posiziona la pulizia subito dopo il try...catch:

    try {
      lavoro lavoro
    } catch (e) {
      gestione errori
    }
    
    ripulisci lo spazio di lavoro

Abbiamo decisamente bisogno di ripulire dopo il lavoro, sia che si verifichi un errore o meno.

Esiste un vantaggio nell’usare finally o ambedue i frammenti di codice sono equivalenti? Se c’è qualche vantaggio, allora fornisci un esempio di quanto sia importante.

La differenza diventa ovvia quando inseriamo il codice all’interno di una funzione.

Il comportamento è diverso se c’è una “uscita anticipata” dal try...catch.

Per esempio, quando c’è un return all’interno del try...catch. La clausola finally funziona qualunque sia la lcausa dell’uscita dal try...catch, anche tramite l’istruzione “return”: appena il try...catch è terminato, ma prima che il codice richiamato prenda il controllo.

function f() {
  try {
    alert('start');
    return "result";
  } catch (err) {
    /// ...
  } finally {
    alert('cleanup!');
  }
}

f(); // cleanup!

…O quando si presenta un throw, come:

function f() {
  try {
    alert('start');
    throw new Error("an error");
  } catch (err) {
    // ...
    if("can't handle the error") {
      throw err;
    }

  } finally {
    alert('cleanup!')
  }
}

f(); // cleanup!

È finally che garantisce la pulizia qui. Se inseriamo del codice alla fine di f, in queste situazioni, non verrà eseguito.

Mappa del tutorial

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