異常監控：教你如何優雅的處理前端異常

前端一直是距離用戶最近的一層，隨着產品的日益完善，我們會更加注重用戶體驗，而前端異常卻如鯁在喉，甚是煩人。

一、為什么要處理異常？

異常是不可控的，會影響最終的呈現結果，但是我們有充分的理由去做這樣的事情。

1. 增強用戶體驗；
2. 遠程定位問題；
3. 未雨綢繆，及早發現問題；
4. 無法復線問題，尤其是移動端，機型，系統都是問題；
5. 完善的前端方案，前端監控系統；

對於 JS 而言，我們面對的僅僅只是異常，異常的出現不會直接導致 JS 引擎崩潰，最多只會使當前執行的任務終止。

二、需要處理哪些異常？

對於前端來說，我們可做的異常捕獲還真不少。總結一下，大概如下：

• JS 語法錯誤、代碼異常
• AJAX 請求異常
• 靜態資源加載異常
• Promise 異常
• Iframe 異常
• 跨域 Script error
• 崩潰和卡頓

下面我會針對每種具體情況來說明如何處理這些異常。

三、Try-Catch 的誤區

try-catch 只能捕獲到同步的運行時錯誤，對語法和異步錯誤卻無能為力，捕獲不到。

1. 前端運行時錯誤：

try {
  let name = 'jartto';
  console.log(nam);
} catch(e) {
  console.log('捕獲到異常：',e);
}

輸出：

捕獲到異常：ReferenceError: nam is not defined
    at <anonymous>:3:15

　　2. 不能捕獲到具體的語法錯誤，只有一個語法錯誤提示。我們修改一下代碼，刪掉一個單引號：

try {
  let name = 'jartto;
  console.log(nam);
} catch(e) {

  console.log('捕獲到異常：',e);
}

輸出：

Uncaught SyntaxError: Invalid or unexpected token
不過語法錯誤在我們開發階段就可以看到，應該不會順利上到線上環境。

　　3. 異步錯誤：

try {
  setTimeout(() => {
    undefined.map(v => v);
  }, 1000)
} catch(e) {
  console.log('捕獲到異常：',e);
}

我們看看日志：

Uncaught TypeError: Cannot read property 'map' of undefined at setTimeout (<anonymous>:3:11)

並沒有捕獲到異常，這是需要我們特別注意的地方。

四、window.onerror 不是萬能的

當 JS 運行時錯誤發生時，window 會觸發一個 ErrorEvent 接口的 error 事件，並執行 window.onerror()。

/**
* @param {String}  message    錯誤信息
* @param {String}  source    出錯文件
* @param {Number}  lineno    行號
* @param {Number}  colno    列號
* @param {Object}  error  Error對象（對象）
*/

window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
   console.log('捕獲到異常：',{message, source, lineno, colno, error});
}

1. 首先試試同步運行時錯誤

window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
// message：錯誤信息（字符串）。
// source：發生錯誤的腳本URL（字符串）
// lineno：發生錯誤的行號（數字）
// colno：發生錯誤的列號（數字）
// error：Error對象（對象）
console.log('捕獲到異常：',{message, source, lineno, colno, error});
}
Jartto;

可以看到，我們捕獲到了異常：

 

 2. 再試試語法錯誤呢：

window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
console.log('捕獲到異常：',{message, source, lineno, colno, error});
}
let name = 'Jartto

控制台打印出了這樣的異常：

Uncaught SyntaxError: Invalid or unexpected token

什么，竟然沒有捕獲到語法錯誤？

3. 懷着忐忑的心，我們最后來試試異步運行時錯誤：

window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
    console.log('捕獲到異常：',{message, source, lineno, colno, error});
}
setTimeout(() => {
    Jartto;
});

控制台輸出了：

捕獲到異常：{message: "Uncaught ReferenceError: Jartto is not defined", source: "http://127.0.0.1:8001/", lineno: 36, colno: 5, error: ReferenceError: Jartto is not defined
    at setTimeout (http://127.0.0.1:8001/:36:5)}

4。 接着，我們試試網絡請求異常的情況：

<script>
window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
    console.log('捕獲到異常：',{message, source, lineno, colno, error});
    return true;
}
</script>
<img src="./jartto.png">

我們發現，不論是靜態資源異常，或者接口異常，錯誤都無法捕獲到。補充一點：window.onerror 函數只有在返回 true 的時候，異常才不會向上拋出，否則即使是知道異常的發生控制台還是會顯示 Uncaught Error: xxxxx

window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
    console.log('捕獲到異常：',{message, source, lineno, colno, error});
    return true;
}
setTimeout(() => {
    Jartto;
});

控制台就不會再有這樣的錯誤了：

Uncaught ReferenceError: Jartto is not defined at setTimeout ((index):36)

需要注意：

• onerror 最好寫在所有 JS 腳本的前面，否則有可能捕獲不到錯誤；
• onerror 無法捕獲語法錯誤；

到這里基本就清晰了：在實際的使用過程中，onerror 主要是來捕獲預料之外的錯誤，而 try-catch 則是用來在可預見情況下監控特定的錯誤，兩者結合使用更加高效。問題又來了，捕獲不到靜態資源加載異常怎么辦？

五、window.addEventListener

當一項資源（如圖片或腳本）加載失敗，加載資源的元素會觸發一個 Event 接口的 error 事件，並執行該元素上的onerror() 處理函數。這些 error 事件不會向上冒泡到 window ，不過（至少在 Firefox 中）能被單一的window.addEventListener 捕獲。

<scritp>
window.addEventListener('error', (error) => {
    console.log('捕獲到異常：', error);
}, true)
</script>
<img src="./jartto.png">

控制台輸出

由於網絡請求異常不會事件冒泡，因此必須在捕獲階段將其捕捉到才行，但是這種方式雖然可以捕捉到網絡請求的異常，但是無法判斷 HTTP 的狀態是 404 還是其他比如 500 等等，所以還需要配合服務端日志才進行排查分析才可以。需要注意：

• 不同瀏覽器下返回的 error 對象可能不同，需要注意兼容處理。
• 需要注意避免 addEventListener 重復監聽。

六、Promise Catch

在 promise 中使用 catch 可以非常方便的捕獲到異步 error ，這個很簡單。沒有寫 catch 的 Promise 中拋出的錯誤無法被 onerror 或 try-catch 捕獲到，所以我們務必要在 Promise 中不要忘記寫 catch 處理拋出的異常。解決方案：為了防止有漏掉的 Promise 異常，建議在全局增加一個對 unhandledrejection 的監聽，用來全局監聽Uncaught Promise Error。使用方式：

window.addEventListener("unhandledrejection", function(e){
  console.log(e);
});

我們繼續來嘗試一下：

window.addEventListener("unhandledrejection", function(e){
  e.preventDefault()
  console.log('捕獲到異常：', e);
  return true;
});
Promise.reject('promise error');

我們可以看到如下輸出：

那如果對 Promise 不進行 catch 呢？

window.addEventListener("unhandledrejection", function(e){
  e.preventDefault()
  console.log('捕獲到異常：', e);
  return true;
});
new Promise((resolve, reject) => {
  reject('jartto: promise error');
});

嗯，事實證明，也是會被正常捕獲到的。所以，正如我們上面所說，為了防止有漏掉的 Promise 異常，建議在全局增加一個對 unhandledrejection 的監聽，用來全局監聽 Uncaught Promise Error。補充一點：如果去掉控制台的異常顯示，需要加上：

event.preventDefault();

七、VUE errorHandler

Vue.config.errorHandler = (err, vm, info) => {
  console.error('通過vue errorHandler捕獲的錯誤');
  console.error(err);
  console.error(vm);
  console.error(info);
}

八、React 異常捕獲

React 16 提供了一個內置函數 componentDidCatch，使用它可以非常簡單的獲取到 react 下的錯誤信息

componentDidCatch(error, info) {
    console.log(error, info);
}

除此之外，我們可以了解一下：error boundary UI 的某部分引起的 JS 錯誤不應該破壞整個程序，為了幫 React 的使用者解決這個問題，React 16 介紹了一種關於錯誤邊界（error boundary)的新觀念。需要注意的是：error boundaries 並不會捕捉下面這些錯誤。

1. 事件處理器
2. 異步代碼
3. 服務端的渲染代碼
4. 在 error boundaries 區域內的錯誤

我們來舉一個小例子，在下面這個 componentDIdCatch(error,info) 里的類會變成一個 error boundary：

class ErrorBoundary extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = { hasError: false };
  }
 
  componentDidCatch(error, info) {
    // Display fallback UI
    this.setState({ hasError: true });
    // You can also log the error to an error reporting service
    logErrorToMyService(error, info);
  }
 
  render() {
    if (this.state.hasError) {
      // You can render any custom fallback UI
      return <h1>Something went wrong.</h1>;
    }
    return this.props.children;
  }
}

然后我們像使用普通組件那樣使用它：

<ErrorBoundary>
  <MyWidget />
</ErrorBoundary>

componentDidCatch() 方法像 JS 的 catch{} 模塊一樣工作，但是對於組件，只有 class 類型的組件(class component )可以成為一個 error boundaries 。實際上，大多數情況下我們可以在整個程序中定義一個 error boundary 組件，之后就可以一直使用它了！

九、iframe 異常

對於 iframe 的異常捕獲，我們還得借力 window.onerror：

window.onerror = function(message, source, lineno, colno, error) {
  console.log('捕獲到異常：',{message, source, lineno, colno, error});
}

一個簡單的例子可能如下：

<iframe src="./iframe.html" frameborder="0"></iframe>
<script>
  window.frames[0].onerror = function (message, source, lineno, colno, error) {
    console.log('捕獲到 iframe 異常：',{message, source, lineno, colno, error});
    return true;
  };
</script>

十、Script error

一般情況，如果出現 Script error 這樣的錯誤，基本上可以確定是出現了跨域問題。這時候，是不會有其他太多輔助信息的，但是解決思路無非如下：跨源資源共享機制( CORS )：我們為 script 標簽添加 crossOrigin 屬性。

<script src="http://jartto.wang/main.js" crossorigin></script>

或者動態去添加 js 腳本：

const script = document.createElement('script');
script.crossOrigin = 'anonymous';
script.src = url;
document.body.appendChild(script);

特別注意，服務器端需要設置：Access-Control-Allow-Origin此外，我們也可以試試這個-解決 Script Error 的另類思路：

const originAddEventListener = EventTarget.prototype.addEventListener;
EventTarget.prototype.addEventListener = function (type, listener, options) {
  const wrappedListener = function (...args) {
    try {
      return listener.apply(this, args);
    }
    catch (err) {
      throw err;
    }
  }
  return originAddEventListener.call(this, type, wrappedListener, options);
}

簡單解釋一下：改寫了 EventTarget 的 addEventListener 方法；對傳入的 listener 進行包裝，返回包裝過的 listener，對其執行進行 try-catch；瀏覽器不會對 try-catch 起來的異常進行跨域攔截，所以 catch 到的時候，是有堆棧信息的；重新 throw 出來異常的時候，執行的是同域代碼，所以 window.onerror 捕獲的時候不會丟失堆棧信息；利用包裝 addEventListener，我們還可以達到「擴展堆棧」的效果：

(() => {
   const originAddEventListener = EventTarget.prototype.addEventListener;
   EventTarget.prototype.addEventListener = function (type, listener, options) {
+    // 捕獲添加事件時的堆棧
+    const addStack = new Error(`Event (${type})`).stack;
     const wrappedListener = function (...args) {
       try {
         return listener.apply(this, args);
       }
       catch (err) {
+        // 異常發生時，擴展堆棧
+        err.stack += '\n' + addStack;
         throw err;
       }
     }
     return originAddEventListener.call(this, type, wrappedListener, options);
   }
 })();

十一、崩潰和卡頓

卡頓也就是網頁暫時響應比較慢， JS 可能無法及時執行。但崩潰就不一樣了，網頁都崩潰了，JS 都不運行了，還有什么辦法可以監控網頁的崩潰，並將網頁崩潰上報呢？崩潰和卡頓也是不可忽視的，也許會導致你的用戶流失。

1. 利用 window 對象的 load 和 beforeunload 事件實現了網頁崩潰的監控。不錯的文章，推薦閱讀：Logging Information on Browser Crashes。

window.addEventListener('load', function () {
    sessionStorage.setItem('good_exit', 'pending');
    setInterval(function () {
        sessionStorage.setItem('time_before_crash', new Date().toString());
    }, 1000);
  });

  window.addEventListener('beforeunload', function () {
    sessionStorage.setItem('good_exit', 'true');
  });

  if(sessionStorage.getItem('good_exit') &&
    sessionStorage.getItem('good_exit') !== 'true') {
    /*
        insert crash logging code here
    */
    alert('Hey, welcome back from your crash, looks like you crashed on: ' + sessionStorage.getItem('time_before_crash'));
  }

2. 基於以下原因，我們可以使用 Service Worker 來實現網頁崩潰的監控：

Service Worker 有自己獨立的工作線程，與網頁區分開，網頁崩潰了，Service Worker 一般情況下不會崩潰；Service Worker 生命周期一般要比網頁還要長，可以用來監控網頁的狀態；網頁可以通過 navigator.serviceWorker.controller.postMessage API 向掌管自己的 SW 發送消息。

十二、錯誤上報

1.通過 Ajax 發送數據 因為 Ajax 請求本身也有可能會發生異常，而且有可能會引發跨域問題，一般情況下更推薦使用動態創建 img 標簽的形式進行上報。

2.動態創建 img 標簽的形式

function report(error) {
  let reportUrl = 'http://jartto.wang/report';
  new Image().src = `${reportUrl}?logs=${error}`;
}

收集異常信息量太多，怎么辦？實際中，我們不得不考慮這樣一種情況：如果你的網站訪問量很大，那么一個必然的錯誤發送的信息就有很多條，這時候，我們需要設置采集率，從而減緩服務器的壓力：

Reporter.send = function(data) {
  // 只采集 30%
  if(Math.random() < 0.3) {
    send(data)      // 上報錯誤信息
  }
}

采集率應該通過實際情況來設定，隨機數，或者某些用戶特征都是不錯的選擇。

十三、總結

回到我們開頭提出的那個問題，如何優雅的處理異常呢？

1. 可疑區域增加 Try-Catch
2. 全局監控 JS 異常 window.onerror
3. 全局監控靜態資源異常 window.addEventListener
4. 捕獲沒有 Catch 的 Promise 異常：unhandledrejection
5. VUE errorHandler 和 React componentDidCatch
6. 監控網頁崩潰：window 對象的 load 和 beforeunload
7. 跨域 crossOrigin 解決

其實很簡單，正如上文所說：采用組合方案，分類型的去捕獲異常，這樣基本 80%-90% 的問題都化於無形。

 

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