软件开发过程中，不可避免的是需要处理各种异常，就我自己来说，至少有一半以上的时间都是在处理各种异常情况。
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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。
丑陋的 try catch 代码块，如下图：
优雅的 Controller，如下图：
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。
具体可以参考下图：
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.");
}
}
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);
}
}
}
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);
}
}
}
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？
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;
}
BAD_LICENCE_TYPE
LICENCE_NOT_FOUND
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.");
}
}
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());
}
}
进入 Controller 前的异常：handleServletException、handleBindException、handleValidException。
自定义异常：handleBusinessException、handleBaseException。
未知异常：handleException。
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。
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：
Whitelabel Error Page
如下：
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
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。
为了区分成功和失败返回结果，于是再定义一个 ErrorResponse。
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。
检验非空
捕获 Licence not found 异常
②根据不存在的 licence type 获取 licence 列表：http://localhost:10000/licence/list?licenceType=ddd。可选的 licence type 为：user、core-prod 。
校验非空
捕获 Bad licence type 异常
①访问不存在的接口：http://localhost:10000/licence/list/ddd
②HTTP 方法不支持：http://localhost:10000/licence。
PostMapping
捕获 Request method not supported 异常
③校验异常 1：http://localhost:10000/licence/list?licenceType=
getLicences
LicenceParam
捕获参数绑定校验异常
④校验异常 2：post 请求，这里使用 postman 模拟。
addLicence
LicenceAddRequest
请求 url 即结果
下面是异常信息的收集逻辑：
捕获未知异常
假设我们现在随便对 Licence 新增一个字段 test，但不修改数据库表结构，然后访问：http://localhost:10000/licence/1。
增加 test 字段
捕获数据库异常
小结：可以看到，测试的异常都能够被捕获，然后以 code、message 的形式返回。
扩展：在生产环境，若捕获到未知异常或者 ServletException，因为都是一长串的异常信息，若直接展示给用户看，显得不够专业，于是，我们可以这样做：当检测到当前环境是生产环境，那么直接返回 "网络异常"。
生产环境返回“网络异常”
可以通过以下方式修改当前环境：
总结
使用断言和枚举类相结合的方式，再配合统一异常处理，基本大部分的异常都能够被捕获。
另外，当需要考虑国际化的时候，捕获异常后的异常信息一般不能直接返回，需要转换成对应的语言，不过本文已考虑到了这个，获取消息的时候已经做了国际化映射，逻辑如下：
也可以采用以下的 jsonResult 对象的方式进行处理，也贴出来代码：
@Slf4j
@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
/**
* 没有登录
* @param request
* @param response
* @param e
* @return
*/
@ExceptionHandler(NoLoginException.class)
public Object noLoginExceptionHandler(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response,Exception e)
{
log.error("[GlobalExceptionHandler][noLoginExceptionHandler] exception",e);
JsonResult jsonResult = new JsonResult();
jsonResult.setCode(JsonResultCode.NO_LOGIN);
jsonResult.setMessage("用户登录失效或者登录超时,请先登录");
return jsonResult;
}
/**
* 业务异常
* @param request
* @param response
* @param e
* @return
*/
@ExceptionHandler(ServiceException.class)
public Object businessExceptionHandler(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response,Exception e)
{
log.error("[GlobalExceptionHandler][businessExceptionHandler] exception",e);
JsonResult jsonResult = new JsonResult();
jsonResult.setCode(JsonResultCode.FAILURE);
jsonResult.setMessage("业务异常,请联系管理员");
return jsonResult;
}
/**
* 全局异常处理
* @param request
* @param response
* @param e
* @return
*/
@ExceptionHandler(Exception.class)
public Object exceptionHandler(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response,Exception e)
{
log.error("[GlobalExceptionHandler][exceptionHandler] exception",e);
JsonResult jsonResult = new JsonResult();
jsonResult.setCode(JsonResultCode.FAILURE);
jsonResult.setMessage("系统错误,请联系管理员");
return jsonResult;
}
}
