在企业级 Kotlin 应用的错误处理演进中，团队长期面临一个根本性张力：异常机制的灵活性与类型系统的严谨性之间难以调和。KotlinConf 2025 公布的 Rich Errors 特性为这一困境提供了新的解答思路 —— 通过将错误类型直接嵌入函数签名，使失败路径成为编译期可见的显式契约。这一特性将在 Kotlin 2.4 中正式引入，其设计理念与 Elm 自诞生以来倡导的 Result 模式一脉相承，同时保持了 Kotlin 生态的惯有 ergonomics。
传统异常模型的类型系统盲区
在当前 Kotlin 代码库中，函数签名无法表达其可能抛出的异常类型，这构成了静态分析的致命缺口。考虑一个典型的数据解析场景：fun parseNumber(input: String): Int 从签名上完全看不出它可能因 NumberFormatException 而失败，调用方既无法知道需要处理何种异常，也无法获得编译器对异常处理完整性的任何保障。这种隐式错误传播机制在大型代码库中尤为危险 —— 当异常穿越多个抽象层级时，其语义信息往往在传播过程中丢失或被错误地封装。
团队通常采用两种变通策略来弥补这一缺口。其一是使用标准库的 Result<T> 类型将异常封装为值，但这种方式的语义表达力有限，无法区分不同类型的错误。其二是借助 Arrow 库的 Either<Error, Value> 或 Validated 构建领域特定的错误层次，虽然严谨却引入了显著的样板代码负担，且与 Kotlin 的语言原生特性存在隔阂。Rich Errors 的设计目标正是将这些模式内化为语言的一等公民，在不牺牲类型安全的前提下消除工程摩擦。
联合类型的语法语义
Rich Errors 引入的联合类型允许函数声明返回多种可能类型的并集，语法形式为 T | E1 | E2 | ...。在错误处理场景下，这意味着一个函数可以精确声明其所有可能的失败类型，使调用方在编译期即获知完整错误契约。以用户档案加载为例，声明 fun loadUserProfile(id: String): User | NetworkError | NotFoundError 清晰地表达了三种互斥的返回情况，编译器将强制调用方穷尽处理所有分支，任何遗漏都将触发编译错误。
错误类型本身通过 error object 和 error class 关键字定义，前者用于无状态的单例错误，后者支持携带错误上下文数据。这种设计保持了与现有 Kotlin 代码的兼容性，同时为领域错误建模提供了足够的表达能力。在实际工程中，推荐将所有错误类型组织为密封层次结构，以利用子类型关系实现错误的细粒度分类与批量处理。例如，定义 sealed interface DatabaseError 作为基类，再派生出 ConnectionTimeout、ConstraintViolation、DeadlockDetected 等具体错误，既支持统一错误处理接口，又允许特定场景的差异化响应。
工程迁移路径与互操作性
对于存量代码库的渐进式迁移，Rich Errors 设计了完善的异常互操作机制。现有代码中的 try-catch 块可以逐步改造：首先识别函数的所有异常抛出点，将其重构为返回联合类型；随后更新调用方使用模式匹配处理各分支；最后移除不再需要的异常处理逻辑。在过渡期，异常与联合类型之间可以通过标准库提供的转换函数相互映射，确保既有异常处理代码不会被突然失效。
值得注意的是，Rich Errors 并非要完全取代异常机制。对于真正的程序性错误（如空指针解引用、数组越界），仍应通过异常表达 —— 这类错误表示程序状态已损坏，不应期望调用方进行有意义的恢复。Rich Errors 的适用边界在于可恢复的业务性失败，如输入验证失败、网络请求超时、权限不足等预期内的异常情况。保持这一边界清晰对于维护代码库的可读性与可维护性至关重要。
性能层面，联合类型的运行时表示为普通值类型，不涉及栈展开或栈追踪生成，相比传统异常处理具有更低的 CPU 开销。在高频调用场景下，这一差异可能累积成显著的资源节省。更重要的是，错误处理的类型化使编译期优化成为可能 —— 当编译器确知所有错误分支时，可以应用更激进的内联与逃逸分析策略。
采纳建议与实践要点
团队在评估是否采用 Rich Errors 时，应考量三个关键维度。首先是错误域复杂度：业务逻辑中错误类型丰富且需要细粒度区分的场景（如支付网关、文件处理管道）将从显式类型建模中获益最多。其次是代码库规模：大型代码库中隐式异常传播导致的维护困难往往更为突出，类型化错误能显著降低理解与重构成本。最后是团队技能栈：对函数式编程范式熟悉的团队可以更快适应新的错误处理模式，而传统面向对象背景的团队可能需要一定的学习投入。
在具体实施层面，建议遵循以下实践原则：错误类型命名应采用过去时态或描述性名词（如 InvalidInput、ResourceNotFound），以语义化方式表达错误性质；每个联合类型声明的错误数量不宜超过四至五个，过多的错误类型会增加调用方负担，此时应考虑将相关错误抽象为更高级别的复合错误；最后，应建立团队内部的错误类型注册表，避免不同模块定义语义重复的错误类型而导致混淆。
Kotlin Rich Errors 的引入标志着语言在类型安全道路上的重要演进。当错误不再是运行时的隐式突袭，而是编译期的显式契约，代码的可预测性与可维护性都将获得质的提升。这一设计方向与 Rust、Haskell 等语言的错误处理哲学形成呼应，显示出行业对显式化、类型化错误处理的普遍认可。对于追求工程卓越的 Kotlin 团队而言，现在正是审视既有错误处理实践、为新特性做好准备的最佳时机。
参考资料
- Christian Ekrem. "Kotlin's Rich Errors: Native, Typed Errors Without Exceptions". August 2025. https://cekrem.github.io/posts/kotlin-rich-errors-elm-union-types/