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回复“ 面试题 ”领 《第2版:2430页面试题》
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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 trycatch
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。公众号(Java后端)还发布过很多编程技巧文章,关注「Java后端」回复 666 下载。
那么问题来了,如何优雅的处理各种异常?
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 Controller
前的异常 和 Service
层异常,具体可以参考下图:
不同阶段的异常
消灭95%以上的 trycatch
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 trycatch
代码块。
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。
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:
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:
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。
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。
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:
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:
若不使用断言,代码可能如下:
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。
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。
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:
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;
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;
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);
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;
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;
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;
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;
HttpMessageNotWritableException:返回的 pojo 在序列化成 json 过程失败了,那么抛该异常;
参数校验异常,后文详细说明。
参数校验异常,后文详细说明。
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。
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。
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:
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:
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 捕获404对应的异常
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: newR<>(data)
、 newQR<>(queryData)
。
所有的返回结果类的定义这里就不贴出来了
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。
下面是用于验证的主要源码:
PS: 这里使用的DAO框架是 mybatis-plus
。启动时,自动插入的数据为:
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
Licence not found
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
Bad licence type
1、 访问不存在的接口:http://localhost:10000/licence/list/ddd
捕获404异常
2、 http 方法不支持:http://localhost:10000/licencePostMapping
捕获 Request method not supported 异常
Request method not supported
3、 校验异常1:http://localhost:10000/licence/list?licenceType=getLicences
LicenceParam
捕获参数绑定校验异常
licence type cannot be empty
4、 校验异常2:post 请求,这里使用postman模拟。
addLicence
LicenceAddRequest
请求url即结果
捕获参数绑定校验异常
注:因为参数绑定校验异常的异常信息的获取方式与其它异常不一样,所以才把这2种情况的异常从 进入 Controller 前的异常 单独拆出来,下面是异常信息的收集逻辑:异常信息的收集
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
Error querying database
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。每一个项目/模块,在定义业务异常的时候,只需定义一个枚举类,然后实现接口 BusinessExceptionAssert
,最后为每一种业务异常定义对应的枚举实例即可,而不用定义许多异常类。使用的时候也很方便,用法类似断言。
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:
修改当前环境为生产环境
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。
为什么说大部分异常,因为当引入 spring cloud security
后,还会有认证/授权异常,网关的服务降级异常、跨模块调用异常、远程调用第三方服务异常等,这些异常的捕获方式与本文介绍的不太一样,不过限于篇幅,这里不做详细说明,以后会有单独的文章介绍。
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:
获取国际化消息最后总结,全局异常属于老生长谈的话题,希望这次通过手机的项目对大家有点指导性的学习。大家根据实际情况自行修改。
也可以采用以下的jsonResult对象的方式进行处理,也贴出来代码.
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