Spring中什么是统一异常处理

发布时间：2021-11-02 17:01:07 来源：亿速云阅读：179 作者：iii 栏目：web开发

这篇文章主要介绍“Spring中什么是统一异常处理”，在日常操作中，相信很多人在Spring中什么是统一异常处理问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”Spring中什么是统一异常处理”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！

所以代码中就会出现大量的 try {...} catch {...} finally {...} 代码块，不仅有大量的冗余代码，而且还影响代码的可读性。

比较下面两张图，看看您现在编写的代码属于哪一种风格?然后哪种编码风格您更喜欢?

丑陋的 try catch 代码块，如下图：

Spring中什么是统一异常处理

优雅的 Controller，如下图：

Spring中什么是统一异常处理

上面的示例，还只是在 Controller 层，如果是在 Service 层，可能会有更多的 try catch 代码块。这将会严重影响代码的可读性、“美观性”。

所以如果是我的话，我肯定偏向于第二种，我可以把更多的精力放在业务代码的开发，同时代码也会变得更加简洁。

既然业务代码不显式地对异常进行捕获、处理，而异常肯定还是处理的，不然系统岂不是动不动就崩溃了，所以必须得有其他地方捕获并处理这些异常。

那么问题来了，如何优雅的处理各种异常?

什么是统一异常处理

Spring 在 3.2 版本增加了一个注解 @ControllerAdvice，可以与 @ExceptionHandler、@InitBinder、@ModelAttribute 等注解注解配套使用。

对于这几个注解的作用，这里不做过多赘述，若有不了解的，可以参考 Spring 3.2 新注解 @ControllerAdvice，先大概有个了解。

不过跟异常处理相关的只有注解 @ExceptionHandler，从字面上看，就是异常处理器的意思。

其实际作用是：若在某个 Controller 类定义一个异常处理方法，并在方法上添加该注解，那么当出现指定的异常时，会执行该处理异常的方法。

其可以使用 SpringMVC 提供的数据绑定，比如注入 HttpServletRequest 等，还可以接受一个当前抛出的 Throwable 对象。

但是，这样一来，就必须在每一个 Controller 类都定义一套这样的异常处理方法，因为异常可以是各种各样。

因此，就会造成大量的冗余代码，而且若需要新增一种异常的处理逻辑，就必须修改所有 Controller 类了，很不优雅。

当然你可能会说，那就定义个类似 BaseController 的基类，这样总行了吧。

这种做法虽然没错，但仍不尽善尽美，因为这样的代码有一定的侵入性和耦合性。

简简单单的 Controller，我为啥非得继承这样一个类呢，万一已经继承其他基类了呢。大家都知道 Java 只能继承一个类。

那有没有一种方案，既不需要跟 Controller 耦合，也可以将定义的异常处理器应用到所有控制器呢?

所以注解 @ControllerAdvice 出现了，简单的说，该注解可以把异常处理器应用到所有控制器，而不是单个控制器。

借助该注解，我们可以实现：在独立的某个地方，比如单独一个类，定义一套对各种异常的处理机制，然后在类的签名加上注解 @ControllerAdvice，统一对不同阶段的、不同异常进行处理。

这就是统一异常处理的原理。注意到上面对异常按阶段进行分类，大体可以分成：进入 Controller 前的异常和 Service 层异常。

具体可以参考下图：

Spring中什么是统一异常处理

不同阶段的异常

目标

消灭 95% 以上的 try catch 代码块，以优雅的 Assert(断言)方式来校验业务的异常情况，只关注业务逻辑，而不用花费大量精力写冗余的 try catch 代码块。

统一异常处理实战

在定义统一异常处理类之前，先来介绍一下如何优雅的判定异常情况并抛异常。

用 Assert(断言)替换 throw exception

想必 Assert(断言)大家都很熟悉，比如 Spring 家族的 org.springframework.util.Assert，在我们写测试用例的时候经常会用到，使用断言能让我们编码的时候有一种非一般丝滑的感觉。

比如：

@Test     public void test1() {         ...         User user = userDao.selectById(userId);         Assert.notNull(user, "用户不存在.");         ...     }      @Test     public void test2() {         // 另一种写法         User user = userDao.selectById(userId);         if (user == null) {             throw new IllegalArgumentException("用户不存在.");         }     }

有没有感觉第一种判定非空的写法很优雅，第二种写法则是相对丑陋的 if {...} 代码块。

那么神奇的 Assert.notNull() 背后到底做了什么呢?下面是 Assert 的部分源码：

public abstract class Assert {     public Assert() {     }      public static void notNull(@Nullable Object object, String message) {         if (object == null) {             throw new IllegalArgumentException(message);         }     } }

可以看到，Assert 其实就是帮我们把 if {...} 封装了一下，是不是很神奇。虽然很简单，但不可否认的是编码体验至少提升了一个档次。

那么我们能不能模仿 org.springframework.util.Assert，也写一个断言类，不过断言失败后抛出的异常不是 IllegalArgumentException 这些内置异常，而是我们自己定义的异常。

①Assert

下面让我们来尝试一下：

public interface Assert {     /**      * 创建异常      * @param args      * @return      */     BaseException newException(Object... args);      /**      * 创建异常      * @param t      * @param args      * @return      */     BaseException newException(Throwable t, Object... args);      /**      * <p>断言对象<code>obj</code>非空。如果对象<code>obj</code>为空，则抛出异常      *      * @param obj 待判断对象      */     default void assertNotNull(Object obj) {         if (obj == null) {             throw newException(obj);         }     }      /**      * <p>断言对象<code>obj</code>非空。如果对象<code>obj</code>为空，则抛出异常      * <p>异常信息<code>message</code>支持传递参数方式，避免在判断之前进行字符串拼接操作      *      * @param obj 待判断对象      * @param args message占位符对应的参数列表      */     default void assertNotNull(Object obj, Object... args) {         if (obj == null) {             throw newException(args);         }     } }

断言对象obj非空。如果对象obj为空，则抛出异常 * * @param obj 待判断对象 */ default void assertNotNull(Object obj) { if (obj == null) { throw newException(obj); } } /** *

断言对象obj非空。如果对象obj为空，则抛出异常 *

异常信息message支持传递参数方式，避免在判断之前进行字符串拼接操作 * * @param obj 待判断对象 * @param args message占位符对应的参数列表 */ default void assertNotNull(Object obj, Object... args) { if (obj == null) { throw newException(args); } }}

上面的 Assert 断言方法是使用接口的默认方法定义的，然后有没有发现当断言失败后，抛出的异常不是具体的某个异常，而是交由 2 个 newException 接口方法提供。

因为业务逻辑中出现的异常基本都是对应特定的场景，比如根据用户 id 获取用户信息，查询结果为 null，此时抛出的异常可能为 UserNotFoundException。

并且有特定的异常码(比如 7001)和异常信息“用户不存在”。所以具体抛出什么异常，有 Assert 的实现类决定。

看到这里，您可能会有这样的疑问，按照上面的说法，那岂不是有多少异常情况，就得有定义等量的断言类和异常类，这显然是反人类的，这也没想象中高明嘛。别急，且听我细细道来。

②善解人意的 Enum

自定义异常 BaseException 有 2 个属性，即 code、message，这样一对属性，有没有想到什么类一般也会定义这 2 个属性?

没错，就是枚举类。且看我如何将 Enum 和 Assert 结合起来，相信我一定会让你眼前一亮。

如下：

public interface IResponseEnum {     int getCode();     String getMessage(); } /**  * <p>业务异常</p>  * <p>业务处理时，出现异常，可以抛出该异常</p>  */ public class BusinessException extends  BaseException {      private static final long serialVersionUID = 1L;      public BusinessException(IResponseEnum responseEnum, Object[] args, String message) {         super(responseEnum, args, message);     }      public BusinessException(IResponseEnum responseEnum, Object[] args, String message, Throwable cause) {         super(responseEnum, args, message, cause);     } } public interface BusinessExceptionAssert extends IResponseEnum, Assert {      @Override     default BaseException newException(Object... args) {         String msg = MessageFormat.format(this.getMessage(), args);          return new BusinessException(this, args, msg);     }      @Override     default BaseException newException(Throwable t, Object... args) {         String msg = MessageFormat.format(this.getMessage(), args);          return new BusinessException(this, args, msg, t);     }  } @Getter @AllArgsConstructor public enum ResponseEnum implements BusinessExceptionAssert {      /**      * Bad licence type      */     BAD_LICENCE_TYPE(7001, "Bad licence type."),     /**      * Licence not found      */     LICENCE_NOT_FOUND(7002, "Licence not found.")     ;      /**      * 返回码      */     private int code;     /**      * 返回消息      */     private String message; }

看到这里，有没有眼前一亮的感觉，代码示例中定义了两个枚举实例：

BAD_LICENCE_TYPE
LICENCE_NOT_FOUND

分别对应了 BadLicenceTypeException、LicenceNotFoundException 两种异常。

以后每增加一种异常情况，只需增加一个枚举实例即可，再也不用每一种异常都定义一个异常类了。

然后再来看下如何使用，假设 LicenceService 有校验 Licence 是否存在的方法，如下：

/**      * 校验{@link Licence}存在      * @param licence      */     private void checkNotNull(Licence licence) {         ResponseEnum.LICENCE_NOT_FOUND.assertNotNull(licence);     }

若不使用断言，代码可能如下：

private void checkNotNull(Licence licence) {         if (licence == null) {             throw new LicenceNotFoundException();             // 或者这样             throw new BusinessException(7001, "Bad licence type.");         }     }

使用枚举类结合(继承)Assert，只需根据特定的异常情况定义不同的枚举实例，如上面的 BAD_LICENCE_TYPE、LICENCE_NOT_FOUND，就能够针对不同情况抛出特定的异常(这里指携带特定的异常码和异常消息)。

这样既不用定义大量的异常类，同时还具备了断言的良好可读性，当然这种方案的好处远不止这些，请继续阅读后文，慢慢体会。

注：上面举的例子是针对特定的业务，而有部分异常情况是通用的，比如：服务器繁忙、网络异常、服务器异常、参数校验异常、404 等。

所以有 CommonResponseEnum、ArgumentResponseEnum、ServletResponseEnum，其中 ServletResponseEnum 会在后文详细说明。

定义统一异常处理器类

@Slf4j @Component @ControllerAdvice @ConditionalOnWebApplication @ConditionalOnMissingBean(UnifiedExceptionHandler.class) public class UnifiedExceptionHandler {     /**      * 生产环境      */     private final static String ENV_PROD = "prod";      @Autowired     private UnifiedMessageSource unifiedMessageSource;      /**      * 当前环境      */     @Value("${spring.profiles.active}")     private String profile;      /**      * 获取国际化消息      *      * @param e 异常      * @return      */     public String getMessage(BaseException e) {         String code = "response." + e.getResponseEnum().toString();         String message = unifiedMessageSource.getMessage(code, e.getArgs());          if (message == null || message.isEmpty()) {             return e.getMessage();         }          return message;     }      /**      * 业务异常      *      * @param e 异常      * @return 异常结果      */     @ExceptionHandler(value = BusinessException.class)     @ResponseBody     public ErrorResponse handleBusinessException(BaseException e) {         log.error(e.getMessage(), e);          return new ErrorResponse(e.getResponseEnum().getCode(), getMessage(e));     }      /**      * 自定义异常      *      * @param e 异常      * @return 异常结果      */     @ExceptionHandler(value = BaseException.class)     @ResponseBody     public ErrorResponse handleBaseException(BaseException e) {         log.error(e.getMessage(), e);          return new ErrorResponse(e.getResponseEnum().getCode(), getMessage(e));     }      /**      * Controller上一层相关异常      *      * @param e 异常      * @return 异常结果      */     @ExceptionHandler({             NoHandlerFoundException.class,             HttpRequestMethodNotSupportedException.class,             HttpMediaTypeNotSupportedException.class,             MissingPathVariableException.class,             MissingServletRequestParameterException.class,             TypeMismatchException.class,             HttpMessageNotReadableException.class,             HttpMessageNotWritableException.class,             // BindException.class,             // MethodArgumentNotValidException.class             HttpMediaTypeNotAcceptableException.class,             ServletRequestBindingException.class,             ConversionNotSupportedException.class,             MissingServletRequestPartException.class,             AsyncRequestTimeoutException.class     })     @ResponseBody     public ErrorResponse handleServletException(Exception e) {         log.error(e.getMessage(), e);         int code = CommonResponseEnum.SERVER_ERROR.getCode();         try {             ServletResponseEnum servletExceptionEnum = ServletResponseEnum.valueOf(e.getClass().getSimpleName());             code = servletExceptionEnum.getCode();         } catch (IllegalArgumentException e1) {             log.error("class [{}] not defined in enum {}", e.getClass().getName(), ServletResponseEnum.class.getName());         }          if (ENV_PROD.equals(profile)) {             // 当为生产环境, 不适合把具体的异常信息展示给用户, 比如404.             code = CommonResponseEnum.SERVER_ERROR.getCode();             BaseException baseException = new BaseException(CommonResponseEnum.SERVER_ERROR);             String message = getMessage(baseException);             return new ErrorResponse(code, message);         }          return new ErrorResponse(code, e.getMessage());     }       /**      * 参数绑定异常      *      * @param e 异常      * @return 异常结果      */     @ExceptionHandler(value = BindException.class)     @ResponseBody     public ErrorResponse handleBindException(BindException e) {         log.error("参数绑定校验异常", e);          return wrapperBindingResult(e.getBindingResult());     }      /**      * 参数校验异常，将校验失败的所有异常组合成一条错误信息      *      * @param e 异常      * @return 异常结果      */     @ExceptionHandler(value = MethodArgumentNotValidException.class)     @ResponseBody     public ErrorResponse handleValidException(MethodArgumentNotValidException e) {         log.error("参数绑定校验异常", e);          return wrapperBindingResult(e.getBindingResult());     }      /**      * 包装绑定异常结果      *      * @param bindingResult 绑定结果      * @return 异常结果      */     private ErrorResponse wrapperBindingResult(BindingResult bindingResult) {         StringBuilder msg = new StringBuilder();          for (ObjectError error : bindingResult.getAllErrors()) {             msg.append(", ");             if (error instanceof FieldError) {                 msg.append(((FieldError) error).getField()).append(": ");             }             msg.append(error.getDefaultMessage() == null ? "" : error.getDefaultMessage());          }          return new ErrorResponse(ArgumentResponseEnum.VALID_ERROR.getCode(), msg.substring(2));     }      /**      * 未定义异常      *      * @param e 异常      * @return 异常结果      */     @ExceptionHandler(value = Exception.class)     @ResponseBody     public ErrorResponse handleException(Exception e) {         log.error(e.getMessage(), e);          if (ENV_PROD.equals(profile)) {             // 当为生产环境, 不适合把具体的异常信息展示给用户, 比如数据库异常信息.             int code = CommonResponseEnum.SERVER_ERROR.getCode();             BaseException baseException = new BaseException(CommonResponseEnum.SERVER_ERROR);             String message = getMessage(baseException);             return new ErrorResponse(code, message);         }          return new ErrorResponse(CommonResponseEnum.SERVER_ERROR.getCode(), e.getMessage());     }  }

可以看到，上面将异常分成几类，实际上只有两大类，一类是 ServletException、ServiceException，还记得上文提到的按阶段分类吗?

即对应进入 Controller 前的异常和 Service 层异常;然后 ServiceException 再分成自定义异常、未知异常。

对应关系如下：

进入 Controller 前的异常：handleServletException、handleBindException、handleValidException。
自定义异常：handleBusinessException、handleBaseException。
未知异常：handleException。

接下来分别对这几种异常处理器做详细说明。

①异常处理器说明

handleServletException：一个 HTTP 请求，在到达 Controller 前，会对该请求的请求信息与目标控制器信息做一系列校验。

这里简单说一下：

1.NoHandlerFoundException：首先根据请求 URL 查找有没有对应的控制器，若没有则会抛该异常，也就是大家非常熟悉的 404 异常。

2.HttpRequestMethodNotSupportedException：若匹配到了(匹配结果是一个列表，不同的是 HTTP 方法不同，如：Get、Post 等)，则尝试将请求的 HTTP 方法与列表的控制器做匹配，若没有对应 HTTP 方法的控制器，则抛该异常。

3.HttpMediaTypeNotSupportedException：然后再对请求头与控制器支持的做比较。

比如 content-type 请求头，若控制器的参数签名包含注解 @RequestBody，但是请求的 content-type 请求头的值没有包含 application/json，那么会抛该异常(当然，不止这种情况会抛这个异常)。

4.MissingPathVariableException：未检测到路径参数。比如 URL 为：/licence/{licenceId}，参数签名包含 @PathVariable("licenceId")。

当请求的 URL 为 /licence，在没有明确定义 URL 为 /licence 的情况下，会被判定为：缺少路径参数。

5.MissingServletRequestParameterException：缺少请求参数。比如定义了参数 @RequestParam("licenceId") String licenceId，但发起请求时，未携带该参数，则会抛该异常。

6.TypeMismatchException：参数类型匹配失败。比如：接收参数为 Long 型，但传入的值确是一个字符串，那么将会出现类型转换失败的情况，这时会抛该异常。

7.HttpMessageNotReadableException：与上面的 HttpMediaTypeNotSupportedException 举的例子完全相反。

即请求头携带了"content-type: application/json;charset=UTF-8"，但接收参数却没有添加注解 @RequestBody，或者请求体携带的 json 串反序列化成 pojo 的过程中失败了，也会抛该异常。

8.HttpMessageNotWritableException：返回的 pojo 在序列化成 json 过程失败了，那么抛该异常。

9.HttpMediaTypeNotAcceptableException：未知。

10.ServletRequestBindingException：未知。

11.ConversionNotSupportedException：未知。

12.MissingServletRequestPartException：未知。

13.AsyncRequestTimeoutException：未知。

handleBindException：参数校验异常，后文详细说明。

handleValidException：参数校验异常，后文详细说明。

handleBusinessException、handleBaseException：处理自定义的业务异常，只是 handleBaseException 处理的是除了 BusinessException 意外的所有业务异常。就目前来看，这 2 个是可以合并成一个的。

handleException：处理所有未知的异常，比如操作数据库失败的异常。

注：上面的 handleServletException、handleException 这两个处理器，返回的异常信息，不同环境返回的可能不一样，以为这些异常信息都是框架自带的异常信息，一般都是英文的，不太好直接展示给用户看，所以统一返回 SERVER_ERROR 代表的异常信息。

②异于常人的 404

上文提到，当请求没有匹配到控制器的情况下，会抛出 NoHandlerFoundException 异常。

但其实默认情况下不是这样，默认情况下会出现类似如下页面：

Spring中什么是统一异常处理

Whitelabel Error Page

这个页面是如何出现的呢?实际上，当出现 404 的时候，默认是不抛异常的，而是 forward 跳转到 /error 控制器，Spring 也提供了默认的 error 控制器。

如下：

Spring中什么是统一异常处理

BasicErrorController

那么，如何让 404 也抛出异常呢，只需在 properties 文件中加入如下配置即可：

spring.mvc.throw-exception-if-no-handler-found=true spring.resources.add-mappings=false

如此，就可以异常处理器中捕获它了，然后前端只要捕获到特定的状态码，立即跳转到 404 页面即可。

③捕获 404 对应的异常

统一返回结果

在验证统一异常处理器之前，顺便说一下统一返回结果。说白了，其实是统一一下返回结果的数据结构。

code、message 是所有返回结果中必有的字段，而当需要返回数据时，则需要另一个字段 data 来表示。

所以首先定义一个 BaseResponse 来作为所有返回结果的基类;然后定义一个通用返回结果类 CommonResponse，继承 BaseResponse，而且多了字段data。

为了区分成功和失败返回结果，于是再定义一个 ErrorResponse。

最后还有一种常见的返回结果，即返回的数据带有分页信息，因为这种接口比较常见，所以有必要单独定义一个返回结果类 QueryDataResponse。

该类继承自 CommonResponse，只是把 data 字段的类型限制为 QueryDdata，QueryDdata 中定义了分页信息相应的字段，即 totalCount、pageNo、 pageSize、records。

其中比较常用的只有 CommonResponse 和 QueryDataResponse，但是名字又贼鬼死长，何不定义 2 个名字超简单的类来替代呢?

于是 R 和 QR 诞生了，以后返回结果的时候只需这样写：new R<>(data)、new QR<>(queryData)。

所有的返回结果类的定义这里就不贴出来了。

验证统一异常处理

因为这一套统一异常处理可以说是通用的，所有可以设计成一个 common 包，以后每一个新项目/模块只需引入该包即可。所以为了验证，需要新建一个项目，并引入该 common 包。

主要代码

下面是用于验证的主要源码：

@Service public class LicenceService extends ServiceImpl<LicenceMapper, Licence> {      @Autowired     private OrganizationClient organizationClient;      /**      * 查询{@link Licence} 详情      * @param licenceId      * @return      */     public LicenceDTO queryDetail(Long licenceId) {         Licence licence = this.getById(licenceId);         checkNotNull(licence);          OrganizationDTO org = ClientUtil.execute(() -> organizationClient.getOrganization(licence.getOrganizationId()));         return toLicenceDTO(licence, org);     }      /**      * 分页获取      * @param licenceParam 分页查询参数      * @return      */     public QueryData<SimpleLicenceDTO> getLicences(LicenceParam licenceParam) {         String licenceType = licenceParam.getLicenceType();         LicenceTypeEnum licenceTypeEnum = LicenceTypeEnum.parseOfNullable(licenceType);         // 断言, 非空         ResponseEnum.BAD_LICENCE_TYPE.assertNotNull(licenceTypeEnum);          LambdaQueryWrapper<Licence> wrapper = new LambdaQueryWrapper<>();         wrapper.eq(Licence::getLicenceType, licenceType);         IPage<Licence> page = this.page(new QueryPage<>(licenceParam), wrapper);         return new QueryData<>(page, this::toSimpleLicenceDTO);     }      /**      * 新增{@link Licence}      * @param request 请求体      * @return      */     @Transactional(rollbackFor = Throwable.class)     public LicenceAddRespData addLicence(LicenceAddRequest request) {         Licence licence = new Licence();         licence.setOrganizationId(request.getOrganizationId());         licence.setLicenceType(request.getLicenceType());         licence.setProductName(request.getProductName());         licence.setLicenceMax(request.getLicenceMax());         licence.setLicenceAllocated(request.getLicenceAllocated());         licence.setComment(request.getComment());         this.save(licence);          return new LicenceAddRespData(licence.getLicenceId());     }      /**      * entity -> simple dto      * @param licence {@link Licence} entity      * @return {@link SimpleLicenceDTO}      */     private SimpleLicenceDTO toSimpleLicenceDTO(Licence licence) {         // 省略     }      /**      * entity -> dto      * @param licence {@link Licence} entity      * @param org {@link OrganizationDTO}      * @return {@link LicenceDTO}      */     private LicenceDTO toLicenceDTO(Licence licence, OrganizationDTO org) {         // 省略     }      /**      * 校验{@link Licence}存在      * @param licence      */     private void checkNotNull(Licence licence) {         ResponseEnum.LICENCE_NOT_FOUND.assertNotNull(licence);     }  }

PS：这里使用的 DAO 框架是 mybatis-plus。启动时，自动插入的数据为：

-- licence INSERT INTO licence (licence_id, organization_id, licence_type, product_name, licence_max, licence_allocated) VALUES (1, 1, 'user','CustomerPro', 100,5); INSERT INTO licence (licence_id, organization_id, licence_type, product_name, licence_max, licence_allocated) VALUES (2, 1, 'user','suitability-plus', 200,189); INSERT INTO licence (licence_id, organization_id, licence_type, product_name, licence_max, licence_allocated) VALUES (3, 2, 'user','HR-PowerSuite', 100,4); INSERT INTO licence (licence_id, organization_id, licence_type, product_name, licence_max, licence_allocated) VALUES (4, 2, 'core-prod','WildCat Application Gateway', 16,16);  -- organizations INSERT INTO organization (id, name, contact_name, contact_email, contact_phone) VALUES (1, 'customer-crm-co', 'Mark Balster', 'mark.balster@custcrmco.com', '823-555-1212'); INSERT INTO organization (id, name, contact_name, contact_email, contact_phone) VALUES (2, 'HR-PowerSuite', 'Doug Drewry','doug.drewry@hr.com', '920-555-1212');

开始验证

捕获自定义异常

①获取不存在的 licence 详情：http://localhost:10000/licence/5。成功响应的请求：licenceId=1。

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