智能合约语言 Solidity 教程 – 错误处理

电报联系方式

什么是错误处理

错误处理涉及到程序在出现错误时的应对方式，Solidity在这方面与常见编程语言有所不同。Solidity采用回退状态的方式来处理异常情况。如果发生异常，将会撤销当前调用以及所有子调用所做的状态更改，并向调用者返回一个错误标识。值得注意的是，Solidity不支持像其他编程语言中的”try…catch…”这种异常捕捉机制。因此，捕捉异常是不可能的，也就意味着没有类似try…catch…的语法结构可供使用。

区块链可以被视为一个全球共享的分布式事务性数据库。”全球共享” 意味着每个网络参与者都有权读取和写入数据库的记录。但如果要对数据库中的内容进行修改，就必须进行一种特殊的操作，即事务。事务确保对数据库的修改（例如同时修改两个值）要么完全应用，要么一点都不应用。Solidity的错误处理机制旨在确保每个函数调用都是事务性的，这有助于维护数据的一致性和可靠性。

如何处理

Solidity为条件检查提供了两个函数，即assert和require。当条件不满足时，这两个函数均可用于抛出异常。通常，assert用于测试内部错误，而require用于验证输入变量或合同状态变量是否满足条件，以及验证调用外部合约返回值。

正确使用assert有助于利用Solidity分析工具，该工具能够检测智能合约中的错误并帮助发现逻辑错误的bug。这进一步提高了智能合约的安全性和可靠性。

除了使用assert和require这两个函数来进行条件检查，还有两种方式可以引发异常：

1. 使用revert函数：revert函数可以被用来标记错误并回滚当前调用的状态。
2. 使用throw关键字：在Solidity 0.4.13版本之后，throw关键字已被弃用，并将来会被移除。

需要注意的是，当在子调用中发生异常时，异常会自动向上传播，影响父级调用。然而，也存在一些特例，如send以及底层的函数调用如call、delegatecall和callcode，当它们引发异常时，将返回false，而不会像其他调用一样向上传播异常。

注意：在一个不存在的地址上调用底层的函数call，delegatecall，callcode 也会返回成功，所以我们在进行调用时，应该总是优先进行函数存在性检查。

在下面通过一个示例来说明如何使用require来检查输入条件，以及assert用于内部错误检查：

pragma solidity ^0.4.0;

contract Sharer {
function sendHalf(address addr) public payable returns (uint balance) {
require(msg.value % 2 == 0); // 仅允许偶数
uint balanceBeforeTransfer = this.balance;
addr.transfer(msg.value / 2); // 如果失败，会抛出异常，下面的代码就不是执行
assert(this.balance == balanceBeforeTransfer – msg.value / 2);
return this.balance;
}
}

一、首先打开Remix，贴入代码，点击创建合约。如下图：

二、运行测试1：附加1wei (奇数)去调用sendHalf，这时会发生异常，如下图:

三、运行测试2：附加2wei 去调用sendHalf，运行正常。

四、运行测试3：附加2wei以及sendHalf参数为当前合约本身，在转账是发生异常，因为合约无法接收转账，错误提示上图类似。

assert类型异常

assert类型的异常在以下情况下会自动触发：

1. 数组访问越界或使用负的索引值，例如，当尝试访问 x[i] 时，如果 i >= x.length 或 i < 0。
2. 对定长的bytesN进行访问越界，或者使用负的索引值。
3. 当被除数为0时，如 5/0 或 23 % 0。
4. 当对一个二进制数进行左移或右移，并使用负的移动值，例如 5 << i，其中 i 为负数。
5. 当尝试将整数显式转换为枚举类型，并转换的值过大或为负数时，将抛出异常。
6. 如果尝试调用未初始化的内部函数类型的变量。
7. 当assert语句的参数为false时，会触发assert异常。

require类型异常

1. 使用 throw 关键字明确抛出异常。
2. 在调用 require 时，如果参数表达式为 false，将引发异常。
3. 当通过消息调用函数，但在调用的过程中未能正确完成，例如，gas不足，没有匹配到对应的函数，或被调用的函数出现异常。值得注意的是，底层操作如call、send、delegatecall或callcode不会抛出异常，而是通过返回false来表示失败。
4. 在使用 new 创建一个新合约时，如果由于第三点所述的原因未能正常完成，将抛出异常。
5. 当调用外部函数时，被调用的对象不包含合约代码时，会触发异常。
6. 如果合约没有 payable 修饰符的 public 函数用于接收以太币，包括构造函数和回退函数，当尝试向这些函数发送以太币时，异常将发生。
7. 如果尝试通过一个 public 的获取函数（getter function）来接收以太币，异常将被触发。
8. 当使用 transfer() 执行失败时，将引发异常。

当发生require类型的异常时，Solidity将执行一个回退操作（指令0xfd）来撤销所有状态更改。类似地，当发生assert类型的异常时，Solidity将执行一个无效操作（指令0xfe）。这是因为在这两种情况下，期望的结果没有发生，因此不能继续执行交易以确保安全性。在区块链中，交易必须具备原子性，即要么所有操作都被执行，要么一点改变都不会发生。因此，任何异常情况都需要回滚到初始状态，确保整个交易没有任何影响。这有助于维护数据的一致性和可靠性。

开发联系：DEXDAO