背景
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,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 代码块优雅的Controller
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?
基于 Spring Boot + MyBatis Plus + Vue & Element 实现的后台管理系统 + 用户小程序,支持 RBAC 动态权限、多租户、数据权限、工作流、三方登录、支付、短信、商城等功能
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Spring3.2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,其实际作用也是: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。这样一来,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
不同阶段的异常Controller
前的异常 和Service
层异常,具体可以参考下图:基于 Spring Cloud Alibaba + Gateway + Nacos + RocketMQ + Vue & Element 实现的后台管理系统 + 用户小程序,支持 RBAC 动态权限、多租户、数据权限、工作流、三方登录、支付、短信、商城等功能
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
注:因为整个统一异常处理方案涉及的代码比较多,这里不方便贴出所有代码,只会贴出关键部分,所以建议将源码
clone
到本地方便查看。源码地址:https://github.com/sprainkle/spring-cloud-advance,涉及到的项目包括:spring-cloud-advance-common
、unified-exception-handling
。
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。下面让我们来尝试一下。
Assert
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); } } }
注:
- 这里只给出
Assert
接口的部分源码,更多断言方法请参考源码。BaseException
是所有自定义异常的基类。- 在接口中定义默认方法是Java8的新语法。
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。
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。