如何在Express.js中处理异常情况？

在 Express.js 中处理异常情况是确保应用程序稳定性和安全性的重要方面。未处理的错误可能会导致应用崩溃或暴露敏感信息给用户。以下是几种常见的处理异常的方法：

1. 使用 try...catch 和 async/await

对于异步操作，如数据库查询、文件系统访问等，使用 try...catch 结构可以捕获同步和异步代码中的错误。

app.get('/some-route', async (req, res) => {
  try {
    // 异步操作，比如读取数据库
    const result = await someAsyncFunction();
    res.json(result);
  } catch (error) {
    console.error('Error occurred:', error);
    res.status(500).json({ message: 'Internal Server Error' });
  }
});

2. 定义全局错误处理中间件

你可以定义一个全局的错误处理中间件来捕获所有路由级别的错误。这个中间件需要有四个参数：err, req, res, next。

// 错误处理中间件
app.use((err, req, res, next) => {
  console.error(err.stack); // 记录错误堆栈
  res.status(500).json({ message: err.message || 'Something went wrong!' });
});

如果你希望根据不同的HTTP状态码返回不同类型的响应，可以检查 err.status 或者自定义属性：

app.use((err, req, res, next) => {
  if (err.status) {
    return res.status(err.status).json({ message: err.message });
  }
  console.error(err.stack);
  res.status(500).json({ message: 'Internal Server Error' });
});

3. 使用第三方库（如 express-async-errors）

为了简化对 async/await 的错误处理，你可以引入 express-async-errors 这样的库。它会自动将所有的异步函数包装起来，从而允许你在不显式使用 try...catch 的情况下也能捕获到错误。

安装并使用：

npm install express-async-errors

然后只需在应用的顶部引入该模块即可：

require('express-async-errors');

4. 验证输入数据

使用像 Joi 或 celebrate 这样的验证库来确保请求体、查询参数和其他输入符合预期格式。如果验证失败，则抛出适当的错误。

const { celebrate, Joi } = require('celebrate');

app.post('/users', celebrate({
  body: Joi.object().keys({
    username: Joi.string().required(),
    password: Joi.string().min(6).required()
  })
}), (req, res, next) => {
  // 处理通过验证后的逻辑...
});

5. 捕获未处理的异常

除了路由级别和控制器内部的错误处理之外，你还应该考虑捕获整个应用程序生命周期内的未处理异常。这可以通过监听 Node.js 进程事件 uncaughtException 和 unhandledRejection 来实现。

process.on('uncaughtException', (err) => {
  console.error('There was an uncaught error', err);
  process.exit(1); // 推荐优雅地关闭服务器
});

process.on('unhandledRejection', (reason, p) => {
  console.error('Unhandled Rejection at:', p, 'reason:', reason);
  // 应用程序特定的日志记录、监控等
});

但是要注意，这些事件不应该用来代替正常的错误处理机制，而只是作为一种安全网，因为它们可能掩盖了真正的问题所在。

6. 使用专用日志工具

考虑集成专业的日志服务（例如 Winston、Bunyan）来记录错误日志。这样可以帮助你更方便地追踪问题，并且可以在生产环境中更容易地进行调试。