在 Rust 的世界中，错误处理是构建健壮且可靠应用程序的基石。与其他语言不同，Rust 将错误视为程序执行过程中不可或缺的一部分，并提供强大的工具来处理它们。其中，thiserror 和 anyhow 这两个库脱颖而出，为开发者提供了优雅且高效的错误处理机制。

thiserror：为库作者量身定制的错误类型定义利器

thiserror 的设计初衷是简化自定义错误类型的定义，它提供了一个方便的派生宏，用于实现标准库 std::error::Error trait。

thiserror 的核心功能

1. 便捷的错误类型定义: 使用 #[derive(Error, Debug)] 注解，可以轻松地为枚举或结构体实现 Error trait，从而将其转换为自定义错误类型。

   use thiserror::Error;
   
   #[derive(Error, Debug)]
   pub enum MyError {
       #[error("IO error: {0}")]
       Io(#[from] std::io::Error),
       #[error("Parse error: {0}")]
       Parse(#[from] std::num::ParseIntError),
       #[error("Custom error: {msg}")]
       Custom { msg: String },
   }
   

2. 灵活的错误信息格式化: #[error("...")] 属性支持占位符，可以方便地引用错误类型中的字段，生成结构化的错误信息。

   #[derive(Error, Debug)]
   pub enum FormatExample {
       #[error("Error code {code}")]
       Simple { code: i32 },
       #[error("Complex error: {msg} (code: {code})")]
       Complex { msg: String, code: i32 },
       #[error("Error with source: {0}")]
       WithSource(#[source] AnotherError),
   }
   

3. 自动实现 From trait: #[from] 属性可以自动实现 From trait，方便地将其他错误类型转换为自定义错误类型。

   #[derive(Error, Debug)]
   pub enum MyError {
       // ...
       #[error("IO error: {0}")]
       Io(#[from] std::io::Error),
       // ...
   }
   

thiserror 与 Anyhow 的比较

thiserror 侧重于为库作者提供定义明确的错误类型，而 anyhow 更适合在应用程序开发中处理各种可能的错误情况。

thiserror 的局限性

• 仅适用于枚举和结构体。
• 不支持泛型错误类型，但可以在枚举变体中使用泛型。

anyhow：应用程序级别错误处理的利器

anyhow 提供了 anyhow::Error，这是一个基于 trait 的错误类型，用于在 Rust 应用程序中轻松处理各种错误。

anyhow 的主要功能

1. 统一的错误处理: 使用 Result<T, anyhow::Error> 或 anyhow::Result<T> 作为任何可能失败的函数的返回类型，并使用 ? 运算符轻松地传播任何实现 std::error::Error trait 的错误。

   use anyhow::Result;
   
   fn get_cluster_info() -> Result<ClusterMap> {
       let config = std::fs::read_to_string("cluster.json")?;
       let map: ClusterMap = serde_json::from_str(&config)?;
       Ok(map)
   }
   

2. 丰富的错误上下文: 使用 context 或 with_context 方法为低级错误添加更多上下文信息，有助于故障排除。

   use anyhow::{Context, Result};
   
   fn main() -> Result<()> {
       // ...
       it.detach().context("Failed to detach the important thing")?;
       let content = std::fs::read(path)
           .with_context(|| format!("Failed to read instrs from {}", path))?;
       // ...
   }
   

3. 灵活的错误向下转换: 支持按值、共享引用或可变引用进行向下转换。

   // 如果错误是由 redaction 引起的，则返回一个
   // tombstone 而不是内容。
   match root_cause.downcast_ref::<DataStoreError>() {
       Some(DataStoreError::Censored(_)) => Ok(Poll::Ready(REDACTED_CONTENT)),
       None => Err(error),
   }
   

4. 自动回溯: 在 Rust 1.65 及更高版本中，如果底层错误类型没有提供自己的回溯，anyhow 将捕获并打印回溯。

5. 与自定义错误类型集成: anyhow 可以与任何实现 std::error::Error 的错误类型一起使用，包括在你的 crate 中定义的错误类型。

   use thiserror::Error;
   
   #[derive(Error, Debug)]
   pub enum FormatError {
       #[error("Invalid header (expected {expected:?}, got {found:?})")]
       InvalidHeader {
           expected: String,
           found: String,
       },
       #[error("Missing attribute: {0}")]
       MissingAttribute(String),
   }
   

6. 便捷的错误构建: 提供 anyhow! 宏用于构建一次性错误消息，支持字符串插值；还提供 bail! 宏作为提前返回错误的简写。

   return Err(anyhow!("Missing attribute: {}", missing));
   bail!("Missing attribute: {}", missing);
   

7. no_std 支持: anyhow 支持 no_std 模式，几乎所有 API 都可用并以相同的方式工作。

弃用的错误处理库

一些曾经广泛使用的库，例如 failure 和 error-chain，由于长期缺乏维护，现在基本上已经被废弃。

总结

thiserror 和 anyhow 是 Rust 生态系统中两个优秀的错误处理库，它们为开发者提供了强大的工具来构建健壮且可靠的应用程序。thiserror 专注于为库作者提供便捷的自定义错误类型定义方式，而 anyhow 则致力于简化应用程序级别的错误处理。选择合适的工具取决于具体的应用场景。