[React] 使用 Error Boundary 作為子組件渲染異常的破壞邊界

2018-01-24

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React

在 React 16 版本後新增錯誤邊界 (Error Boundary) 的概念，新加入 componentDidCatch 組件生命週期方法來捕捉「子組件」錯誤，當邊界內層子組件發生不預期錯誤時，不會影響到邊界外層父組件；當然也會有一些限制存在，本篇文章來針對 Error Boundary 進行說明。

前言

以往對於組件生成的錯誤處理多為 try catch 方式，但在組件生成的過程會經歷了許多生命週期方法，若想要全面性處理異常錯誤，往往帶來的負面效果就是代碼充斥著錯誤捕捉的結構，沒有一個比較恰當的方式來處理；但在 React 16 發布後新增了 componentDidCatch 組件生命週期方法，讓開發人員可以於此統一處理子組件的異常錯誤。以下介紹。

錯誤邊界 (Error Boundary)

想要成為一個 Error Boundary 的方式相當簡單，只要在組件中加入 componentDidCatch 方法就成為 Error Boundary 組件，當「子組件」發生錯誤時就會被這個 Error Boundary 捕捉，不會讓錯誤影響到錯誤邊界外的任何組件；另外，開發人員可透過 error 與 info 參數記錄錯誤的相關資訊，對於錯誤釐清有很大的幫助。

class ErrorBoundary extends React.Component {

  // ...

  componentDidCatch (error, info) {

    // 子組件發生錯誤!!

    // 可透過 state 控制錯誤發生的畫面呈現樣貌
    this.setState({ hasError: true })
    
    // 可利用 error 與 info 記錄下錯誤資訊
    console.error(error, info)
  }

  // ...

}

限制項目

請特別注意 Error Boundary 並不是所有錯誤都會被捕捉，相關限制及特性如下：

只能捕捉「子」組件錯誤，邊界本身錯誤無法被捕捉。
只能捕捉子組件「渲染」、「建構子」及「各生命週期方法」中的錯誤。
牽涉到非同步執行 (ex. setTimeout, callback ) 中的錯誤無法被捕捉。
無法捕捉 event handler 中發生的錯誤。

仍需要搭配 try catch 來 handle 無法被 Error Boundary 捕捉的錯誤。

實作驗證

驗證首先目標就是建立出用來發出錯誤的炸彈組件，接著依照官方文件建立 Error Boundary 並以此區隔這些炸彈組件，以此理解當錯誤時的處置方式。

炸彈組件

首先建立以產生渲染錯誤的 TNTBomp 組件，當點選「爆炸」按鈕後隨即拋出錯誤，後續將以此來測試錯誤發生時能否被 Error Boundary 所捕捉；另外，產生 Box 組件來模擬一般組件，就直接在頁面輸出色塊樣式囉。

import React from 'react'
import styled from 'styled-components'

class TNTBomp extends React.Component {
  constructor (props) {
    super(props)
    this.state = { isExplode: false }
  }

  handleClick = () => {
    // 從這邊拋出去的錯誤不會被 ErrorBoundary 捕捉
    // 請使用 try catch 來處理這類錯誤
    this.setState(state => ({ ...state, isExplode: true }))
  }

  render () {
    if (this.state.isExplode) {
      throw new Error('I crashed!')
    }
    return <button type='button' className='btn btn-danger' onClick={this.handleClick}>
      爆炸!!
    </button>
  }
}

const Box = styled.div`
  padding: 5px 5px 5px 5px;
  margin-bottom: 5px;
  border: solid;
  border-width: 1px;
  background:  ${props => props.bkColor};
`


export default () => {
  return <React.Fragment>
    {/* React 16.2 新增 React.Fragment 空白標籤 */}

    <h2>Error Boundaries</h2>
    <hr />

    {/* bomp without error boundary */}
    <Box bkColor='#afd3ff'>
      <TNTBomp />
    </Box>

  </React.Fragment>
}

執行後畫面上就會出現一顆 TNTBomp 炸彈埋在藍色 Box 中。

引爆後發現整頁變空白，這樣的用戶體驗也太慘烈了；主要是因為在 React 16 後為了保持頁面完整性，避免組件錯誤後繼續操作而造成邏輯上的麻煩，因此若組件生成錯誤沒有被任何 Error Boundary 捕捉，就會將整個 component tree 卸掉變成空白頁。

建議在 root 組件補上 componentDidCatch 方法，並產生錯誤提示來做為網站的最後一道防線。

使用 Error Boundary 包裹炸彈

直接建立一個 ErrorBoundary 組件，當錯誤發生時會在頁面顯示「被 ErrorBoundary 擋住錯誤」文字，並且將剛剛產生的炸彈給包裹起來；另外，為了在畫面能比較清楚地呈現，就給他個紅色虛線 border 樣式來作標記。

// ...

const ErrorBoundaryBox = styled.div`
  padding: 5px 5px 0px 5px;
  margin-bottom: 5px;
  border: dashed;
  border-color: coral;
  border-width: 3px;
  background:  ${props => props.bkColor};
`

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
    console.error(error, info)
  }

  render () {
    return <ErrorBoundaryBox>
      {this.state.hasError
        ? <h4>被 ErrorBoundary 擋住錯誤啦!!</h4>
        : this.props.children}
    </ErrorBoundaryBox>
  }
}


export default () => {
  return <React.Fragment>
    {/* React 16.2 新增 React.Fragment 空白標籤 */}

    <h2>Error Boundaries</h2>
    <hr />

    {/* bomp with error boundary */}
    <ErrorBoundary>
      <Box bkColor='#afd3ff'>
        <TNTBomp />
      </Box>
    </ErrorBoundary>

  </React.Fragment>
}

輸出在畫面上後，紅色虛線的部分就是 Error Boundary 組件區塊，內含一個炸彈組件。

引爆後錯誤就被 Error Boundary 所捕捉，不再影響整體網站的顯示。

巢狀 Error Boundary

接著來觀察一下 Error Boundary 作用域，以下定義一些巢狀 Error Boundary 來包裹炸彈。

// ... 


export default () => {
  return <React.Fragment>
    {/* React.Fragment 為 React 16.2 新增 React.Fragment 空白標籤 */}

    <h2>Error Boundaries</h2>
    <hr />

    {/* bomp in error boundary */}
    <ErrorBoundary>
      <Box bkColor='#afd3ff'>
        <TNTBomp />
      </Box>
      <Box bkColor='#afd3ff'>
        <TNTBomp />
      </Box>

      {/* catch by the first parent error boundary */}
      <ErrorBoundary>
        <Box bkColor='#afd3ff'>
          <TNTBomp />
        </Box>
      </ErrorBoundary>

      {/* bomp in nested components still can be catched */}
      <ErrorBoundary>
        <Box bkColor='#afd3ff'>
          <Box bkColor='#c1f8aa'>
            <TNTBomp />
          </Box>
        </Box>
      </ErrorBoundary>

    </ErrorBoundary>
  </React.Fragment>
}

從畫面上可以看到炸彈在不同組件中，並且被各自 Error Boundary 所包裹起來。