错误处理是 Rust 开发中不可或缺的一部分。Rust 的 Result<T, E> 提供了基础支持,但具体实现却因场景而异。本文将介绍三种常用的错误处理工具——anyhow、thiserror 和 snafu,分析它们的特点和适用场景,并通过实战示例帮你理解如何在项目中使用它们。无论你是开发应用还是编写库,这里都能为你提供参考。
本文深入探讨 Rust 错误处理中的三大工具:anyhow 适合快速统一错误处理,适用于应用开发;thiserror 支持自定义错误类型,适合库的开发;snafu 提供上下文驱动的错误管理,适用于复杂系统。通过对比它们的优劣和实际代码演示,我们将展示如何根据项目需求选择合适的工具,并提供项目搭建步骤和示例代码,助你在 Rust 中更好地处理错误。
Rust 错误处理
错误处理:anyhow、thiserror、snafu
anyhow:统一、简单的错误处理,适用于应用程序级别
thiserror:自定义、丰富的错误处理,适用于库级别
snafu:更细粒度的管理错误
注意:开发中需要注意 Result<T, E> 的大小
anyhow Error :应用程序级错误处理
anyhow Error 的转换与统一错误处理:
.提供统一的 anyhow::Error 类型,支持任意实现 std::error::Error 的错误类型
.通过 ? 操作符自动传播错误,简化多层嵌套错误处理
.支持添加动态上下文(context() 方法),提升错误可读性
fn get_cluster_info() -> Result<ClusterMap, anyhow::Error> { // 错误3 Err3
let config = std::fs::read_to_string("cluster.json")?; // 错误1 Err1
// let config = std::fs::read_to_string("cluster.json").context("...")?; // 错误1 Err1
let map: ClusterMap = serde_json::from_str(&config)?; // 错误2 Err2
Ok(map)
}
struct Err1 {...}
struct Err2 {...}
match ret {
Ok(v) => v,
Err(e) => returnErr(e.into)
}
Err1 => Err3: implFrom<Err1> for Err3
Err2 => Err3: implFrom<Err2> for Err3
implFrom<Err1> for Err3 {
fn from(v: Err1) -> Err3 {
...
}
}
thiserrorError:库级错误定义
.通过宏自动生成符合 std::error::Error 的错误类型
.支持嵌套错误源(#[from] 属性)和结构化错误信息
.允许自定义错误消息模板(如 #[error("Invalid header: {expected}")])
https://doc.rust-lang.org/beta/core/error/trait.Error.html
因为 Error trait 实现了 Debug 和 Display Trait
pub trait Error: Debug + Display {
所以,可以这样打印:
Error -> println("{}/{:?}", err)
snafu Error : 上下文驱动的错误管理
通过 Snafu 宏将底层错误转换为领域特定错误
支持在错误链中附加结构化上下文(如文件路径、输入参数)
提供 ensure! 宏简化条件检查与错误抛出
thiserror vs snafu
更多请参考:
https://github.com/kube-rs/kube/discussions/453
对比与选型指南
维度
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anyhow
|
thiserror
|
snafu
|
错误类型
|
统一动态类型
|
静态自定义类型
|
领域驱动类型
|
上下文支持
|
动态字符串
|
结构体字段
|
结构化字段+动态模板
|
适用阶段
|
应用开发(快速迭代)
|
库开发(稳定接口)
|
复杂系统(可维护性)
|
学习曲线
|
低(无需预定义类型)
|
中(需设计错误结构)
|
高(需理解上下文模型)
|
典型用户
|
前端开发者/脚本工具
|
框架开发者
|
基础设施工程师
|
实操
1.根据模版创建并生成项目rust-ecosystem-learning
cargo generate --git git@github.com:qiaopengjun5162/rust-template.git
cd rust-ecosystem-learning
code .
2.项目目录结构
rust-ecosystem-learning on main [!] is 📦 0.1.0 via 🦀 1.85.0 via 🅒 base
➜ tree . -L 6 -I 'target|coverage|coverage_report|node_modules'
.
├── CHANGELOG.md
├── CONTRIBUTING.md
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── LICENSE
├── README.md
├── _typos.toml
├── cliff.toml
├── deny.toml
├── docs
└── src
├── error.rs
├── lib.rs
└── main.rs
3 directories, 12 files
3.添加依赖
cargo add anyhow
cargo add thiserror
cargo add serde_json
main.rs 文件
use anyhow::Context;
use rust_ecosystem_learning::MyError;
use std::fs;
fn main() -> Result<(), anyhow::Error> {
println!("size of anyhow::Error: {}", size_of::<anyhow::Error>());
println!("size of std::io::Error: {}", size_of::<std::io::Error>());
println!(
"size of std::num::ParseIntError: {}",
size_of::<std::num::ParseIntError>()
);
println!(
"size of serde_json::Error: {}",
size_of::<serde_json::Error>()
);
println!("size of string: {}", size_of::<String>());
println!("size of MyError: {}", size_of::<MyError>());
let filename = "non_existent_file.txt";
let _fd =
fs::File::open(filename).with_context(|| format!("Can not find file: {}", filename))?;
fail_with_error()?;
Ok(())
}
fn fail_with_error() -> Result<(), MyError> {
Err(MyError::Custom("This is a custom error".to_string()))
}
# 堆代码 duidaima.com
#[cfg(test)]
mod tests {
#[test]
fn it_works() {
assert_eq!(2 + 2, 4);
}
}
lib.rs 文件
mod error;
pub use error::MyError;
error.rs 文件
use thiserror::Error;
#[derive(Error, Debug)]
pubenum MyError {
#[error("IO error: {0}")]
Io(#[from] std::io::Error),
#[error("Parse error: {0}")]
Parse(#[from] std::num::ParseIntError),
#[error("Serialize json error: {0}")]
Serialize(#[from] serde_json::Error),
// #[error("Error: {a}, {b:?}, {c:?}, {d:?}")]
// BigError {
// a: String,
// b: Vec<String>,
// c: [u8; 64],
// d: u64,
// },
#[error("Error: {0:?}")]
BigError(Box<BigError>),
#[error("An error occurred: {0}")]
Custom(String),
}
#[derive(Debug)]
pubstruct BigError {
pub a: String,
pub b: Vec<String>,
pub c: [u8; 64],
pub d: u64,
}
Cargo.toml 文件
[package]
name = "rust-ecosystem-learning"
version = "0.1.0"
edition = "2021"
license = "MIT"
# See more keys and their definitions at https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/manifest.html
[dependencies]
anyhow = "1.0.97"
serde = { version = "1.0.217", features = ["derive"] }
serde_json = "1.0.140"
thiserror = "2.0.11"
运行
rust-ecosystem-learning on main [!] is 📦 0.1.0 via 🦀 1.85.0 via 🅒 base took 2.9s
➜ cargo run
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.02s
Running `target/debug/rust-ecosystem-learning`
size of anyhow::Error: 8
size of std::io::Error: 8
size of std::num::ParseIntError: 1
size of serde_json::Error: 8
size of string: 24
size of MyError: 24
Error: Can not find file: non_existent_file.txt
Caused by:
No such file or directory (os error 2)
总结
Rust 的错误处理工具各有侧重:anyhow 简单高效,适合应用开发;thiserror 结构清晰,适合库设计;snafu 上下文丰富,适合复杂场景。通过本文的分析和实战,你可以根据实际需求选择合适的错误处理方案。合理的错误处理能让代码更健壮,动手实践起来,提升你的 Rust 项目质量吧!
参考
https://github.com/dtolnay/anyhow
https://github.com/dtolnay/thiserror
https://github.com/kube-rs/kube/discussions/453
https://doc.rust-lang.org/beta/core/error/trait.Error.html
https://docs.rs/snafu/latest/snafu/