Spring Boot & Spring MVC 异常处理的N种方法

默认行为

根据Spring Boot官方文档的说法：

For machine clients it will produce a JSON response with details of the error, the HTTP status and the exception message. For browser clients there is a ‘whitelabel’ error view that renders the same data in HTML format

也就是说，当发生异常时：

• 如果请求是从浏览器发送出来的，那么返回一个Whitelabel Error Page
• 如果请求是从machine客户端发送出来的，那么会返回相同信息的json

你可以在浏览器中依次访问以下地址：

1. http://localhost:8080/return-model-and-view
2. http://localhost:8080/return-view-name
3. http://localhost:8080/return-view
4. http://localhost:8080/return-text-plain
5. http://localhost:8080/return-json-1
6. http://localhost:8080/return-json-2

会发现FooController和FooRestController返回的结果都是一个Whitelabel Error Page也就是html。

但是如果你使用curl访问上述地址，那么返回的都是如下的json：

{
  "timestamp": 1498886969426,
  "status": 500,
  "error": "Internal Server Error",
  "exception": "me.chanjar.exception.SomeException",
  "message": "...",
  "trace": "...",
  "path": "..."
}

但是有一个URL除外：http://localhost:8080/return-text-plain，它不会返回任何结果，原因稍后会有说明。

本章节代码在 me.chanjar.boot.def ，使用 DefaultExample 运行。

注意：我们必须在application.properties添加server.error.include-stacktrace=always才能够得到stacktrace。

为何curl text/plain资源无法获得error

如果你在logback-spring.xml里一样配置了这么一段：

<logger name="org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ServletInvocableHandlerMethod" level="TRACE"/>

那么你就能在日志文件里发现这么一个异常：

org.springframework.web.HttpMediaTypeNotAcceptableException: Could not find acceptable representation
...

要理解这个异常是怎么来的，那我们来简单分析以下Spring MVC的处理过程：

1. curl http://localhost:8080/return-text-plain，会隐含一个请求头Accept: */*，会匹配到FooController.returnTextPlain(produces=text/plain)方法，注意：如果请求头不是Accept: */*或Accept: text/plain，那么是匹配不到FooController.returnTextPlain的。
2. RequestMappingHandlerMapping根据url匹配到了(见AbstractHandlerMethodMapping.lookupHandlerMethod#L341)FooController.returnTextPlan(produces=text/plain)。
3. 方法抛出了异常，forward到/error。
4. RequestMappingHandlerMapping根据url匹配到了(见AbstractHandlerMethodMapping.lookupHandlerMethod#L341)BasicErrorController的两个方法errorHtml(produces=text/html)和error(produces=null，相当于produces=*/*)。
5. 因为请求头Accept: */*，所以会匹配error方法上(见AbstractHandlerMethodMapping#L352，RequestMappingInfo.compareTo，ProducesRequestCondition.compareTo)。
6. error方法返回的是ResponseEntity<Map<String, Object>>，会被HttpEntityMethodProcessor.handleReturnValue处理。
7. HttpEntityMethodProcessor进入AbstractMessageConverterMethodProcessor.writeWithMessageConverters，发现请求要求*/*(Accept: */*)，而能够产生text/plain(FooController.returnTextPlan produces=text/plain)，那它会去找能够将Map转换成String的HttpMessageConverter(text/plain代表String)，结果是找不到。
8. AbstractMessageConverterMethodProcessor抛出HttpMediaTypeNotAcceptableException。

那么为什么浏览器访问http://localhost:8080/return-text-plain就可以呢？你只需打开浏览器的开发者模式看看请求头就会发现Accept:text/html,…，所以在第4步会匹配到BasicErrorController.errorHtml方法，那结果自然是没有问题了。

那么这个问题怎么解决呢？我会在自定义ErrorController里说明。

自定义Error页面

前面看到了，Spring Boot针对浏览器发起的请求的error页面是Whitelabel Error Page，下面讲解如何自定义error页面。

注意2：自定义Error页面不会影响machine客户端的输出结果

方法1

根据Spring Boot官方文档，如果想要定制这个页面只需要：

to customize it just add a View that resolves to ‘error’

这句话讲的不是很明白，其实只要看ErrorMvcAutoConfiguration.WhitelabelErrorViewConfiguration的代码就知道，只需注册一个名字叫做error的View类型的Bean就行了。

本例的CustomDefaultErrorViewConfiguration注册将error页面改到了templates/custom-error-page/error.html上。

本章节代码在 me.chanjar.boot.customdefaulterrorview ，使用 CustomDefaultErrorViewExample 运行。

方法2

方法2比方法1简单很多，在Spring官方文档中没有说明。其实只需要提供error View所对应的页面文件即可。

比如在本例里，因为使用的是Thymeleaf模板引擎，所以在classpath /templates放一个自定义的error.html就能够自定义error页面了。

本章节就不提供代码了，有兴趣的你可以自己尝试。

自定义Error属性

前面看到了不论error页面还是error json，能够得到的属性就只有：timestamp、status、error、exception、message、trace、path。

如果你想自定义这些属性，可以如Spring Boot官方文档所说的：

simply add a bean of type ErrorAttributes to use the existing mechanism but replace the contents

在ErrorMvcAutoConfiguration.errorAttributes提供了DefaultErrorAttributes，我们也可以参照这个提供一个自己的CustomErrorAttributes覆盖掉它。

如果使用curl访问相关地址可以看到，返回的json里的出了修改过的属性，还有添加的属性：

{
  "exception": "customized exception",
  "add-attribute": "add-attribute",
  "path": "customized path",
  "trace": "customized trace",
  "error": "customized error",
  "message": "customized message",
  "timestamp": 1498892609326,
  "status": 100
}

本章节代码在 me.chanjar.boot.customerrorattributes ，使用 CustomErrorAttributesExample 运行。

自定义ErrorController

在前面提到了curl http://localhost:8080/return-text-plain得不到error信息，解决这个问题有两个关键点：

1. 请求的时候指定Accept头，避免匹配到BasicErrorController.error方法。比如：curl -H ‘Accept: text/plain’ http://localhost:8080/return-text-plain
2. 提供自定义的ErrorController。

下面将如何提供自定义的ErrorController。按照Spring Boot官方文档的说法：

To do that just extend BasicErrorController and add a public method with a @RequestMapping that has a produces attribute, and create a bean of your new type.

所以我们提供了一个CustomErrorController，并且通过CustomErrorControllerConfiguration将其注册为Bean。

本章节代码在 me.chanjar.boot.customerrorcontroller ，使用 CustomErrorControllerExample 运行。

ControllerAdvice定制特定异常返回结果

根据Spring Boot官方文档的例子，可以使用@ControllerAdvice和@ExceptionHandler对特定异常返回特定的结果。

我们在这里定义了一个新的异常：AnotherException，然后在BarControllerAdvice中对SomeException和AnotherException定义了不同的@ExceptionHandler：

• SomeException都返回到controlleradvice/some-ex-error.html上
• AnotherException统统返回JSON

在BarController中，所有*-a都抛出SomeException，所有*-b都抛出AnotherException。下面是用浏览器和curl访问的结果：

注意上方表格的Could not find acceptable representation错误，产生这个的原因和之前为何curl text/plain资源无法获得error是一样的：无法将@ExceptionHandler返回的数据转换@RequestMapping.produces所要求的格式。

所以你会发现如果使用@ExceptionHandler，那就得自己根据请求头Accept的不同而输出不同的结果了，办法就是定义一个void @ExceptionHandler，具体见@ExceptionHandler javadoc。

定制不同Status Code的错误页面

Spring Boot 官方文档提供了一种简单的根据不同Status Code跳到不同error页面的方法，见 这里 。

我们可以将不同的Status Code的页面放在classpath: public/error或classpath: templates/error目录下，比如400.html、5xx.html、400.ftl、5xx.ftl。

打开浏览器访问以下url会获得不同的结果：

注意/loo/error-600返回的是Whitelabel error page，但是/loo/error-403和loo/error-406能够返回我们期望的错误页面，这是为什么？先来看看代码。

在loo/error-403中，我们抛出了异常Exception403：

@ResponseStatus(HttpStatus.FORBIDDEN)
public class Exception403 extends RuntimeException

在loo/error-406中，我们抛出了异常Exception406：

@ResponseStatus(NOT_ACCEPTABLE)
public class Exception406 extends RuntimeException

注意到这两个异常都有@ResponseStatus注解，这个是注解标明了这个异常所对应的Status Code。 但是在loo/error-600中抛出的SomeException没有这个注解，而是尝试在Response.setStatus(600)来达到目的，但结果是失败的，这是为什么呢？：

@RequestMapping("/error-600")
public String error600(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws SomeException {
  request.setAttribute(WebUtils.ERROR_STATUS_CODE_ATTRIBUTE, 600);
  response.setStatus(600);
  throw new SomeException();
}

要了解为什么就需要知道Spring MVC对于异常的处理机制，下面简单讲解一下：

Spring MVC处理异常的地方在DispatcherServlet.processHandlerException，这个方法会利用HandlerExceptionResolver来看异常应该返回什么ModelAndView。

目前已知的HandlerExceptionResolver有这么几个：

1. DefaultErrorAttributes，只负责把异常记录在Request attributes中，name是org.springframework.boot.autoconfigure.web.DefaultErrorAttributes.ERROR
2. ExceptionHandlerExceptionResolver，根据@ExceptionHandler resolve
3. ResponseStatusExceptionResolver，根据@ResponseStatus resolve
4. DefaultHandlerExceptionResolver，负责处理Spring MVC标准异常

Exception403和Exception406都有被ResponseStatusExceptionResolver处理了，而SomeException没有任何Handler处理，这样DispatcherServlet就会将这个异常往上抛至到容器处理（见DispatcherServlet#L1243），以Tomcat为例，它在StandardHostValve#L317、StandardHostValve#L345会将Status Code设置成500，然后跳转到/error，结果就是BasicErrorController处理时就看到Status Code=500，然后按照500去找error page找不到，就只能返回White error page了。

实际上，从Request的attributes角度来看，交给BasicErrorController处理时，和容器自己处理时，有几个相关属性的内部情况时这样的：

PS. DefaultErrorAttributes.ERROR = org.springframework.boot.autoconfigure.web.DefaultErrorAttributes.ERROR

PS. DispatcherServlet.EXCEPTION = org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.EXCEPTION

解决办法有两个：

1.给SomeException添加@ResponseStatus，但是这个方法有两个局限：

• 如果这个异常不是你能修改的，比如在第三方的Jar包里
• 如果@ResponseStatus使用HttpStatus作为参数，但是这个枚举定义的Status Code数量有限

2. 使用@ExceptionHandler，不过得注意自己决定view以及status code

第二种解决办法的例子loo/error-601，对应的代码：

@RequestMapping("/error-601")
public String error601(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws AnotherException {
  throw new AnotherException();
}

@ExceptionHandler(AnotherException.class)
String handleAnotherException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Model model)
    throws IOException {
  // 需要设置Status Code，否则响应结果会是200
  response.setStatus(601);
  model.addAllAttributes(errorAttributes.getErrorAttributes(new ServletRequestAttributes(request), true));
  return "error/6xx";
}

总结：

1. 没有被HandlerExceptionResolverresolve到的异常会交给容器处理。已知的实现有（按照顺序）：

• DefaultErrorAttributes，只负责把异常记录在Request attributes中，name是org.springframework.boot.autoconfigure.web.DefaultErrorAttributes.ERROR
• ExceptionHandlerExceptionResolver，根据@ExceptionHandler resolve
• ResponseStatusExceptionResolver，根据@ResponseStatus resolve
• DefaultHandlerExceptionResolver，负责处理Spring MVC标准异常

2. @ResponseStatus用来规定异常对应的Status Code，其他异常的Status Code由容器决定，在Tomcat里都认定为500（StandardHostValve#L317、StandardHostValve#L345）

3. @ExceptionHandler处理的异常不会经过BasicErrorController，需要自己决定如何返回页面，并且设置Status Code（如果不设置就是200）

4. BasicErrorController会尝试根据Status Code找error page，找不到的话就用Whitelabel error page

本章节代码在 me.chanjar.boot.customstatuserrorpage ，使用 CustomStatusErrorPageExample 运行。

利用ErrorViewResolver来定制错误页面

前面讲到BasicErrorController会根据Status Code来跳转对应的error页面，其实这个工作是由DefaultErrorViewResolver完成的。

实际上我们也可以提供自己的ErrorViewResolver来定制特定异常的error页面。

@Component
public class SomeExceptionErrorViewResolver implements ErrorViewResolver {

  @Override
  public ModelAndView resolveErrorView(HttpServletRequest request, HttpStatus status, Map<String, Object> model) {
    return new ModelAndView("custom-error-view-resolver/some-ex-error", model);
  }

}

不过需要注意的是，无法通过ErrorViewResolver设定Status Code，Status Code由@ResponseStatus或者容器决定（Tomcat里一律是500）。

本章节代码在 me.chanjar.boot.customerrorviewresolver ，使用 CustomErrorViewResolverExample 运行。

@ExceptionHandler 和 @ControllerAdvice

前面的例子中已经有了对@ControllerAdvice和@ExceptionHandler的使用，这里只是在做一些补充说明：

1. @ExceptionHandler配合@ControllerAdvice用时，能够应用到所有被@ControllerAdvice切到的Controller
2. @ExceptionHandler在Controller里的时候，就只会对那个Controller生效

参考文档：

• Spring Boot 1.5.4.RELEASE Documentation
• Spring framework 4.3.9.RELEASE Documentation
• Exception Handling in Spring MVC

附录I

下表列出哪些特性是Spring Boot的，哪些是Spring MVC的：