深入理解Spring异常处理

作者:张远航 浏览:647 日期:2019-01-24

1.前言

相信我们每个人在SpringMVC开发中,都遇到这样的问题:当我们的代码正常运行时,返回的数据是我们预期格式,比如json或xml形式,但是一旦出现了异常(比如:NPE或者数组越界等等),返回的内容确实服务端的异常堆栈信息,从而导致返回的数据不能使客户端正常解析; 很显然,这些并不是我们希望的结果。

我们知道,一个较为常见的系统,会涉及控制层,服务(业务)层、缓存层、存储层以及接口调用等,其中每一个环节都不可避免的会遇到各种不可预知的异常需要处理。如果每个步骤都单独try..catch会使系统显的很杂乱,可读性差,维护成本高;常见的方式就是,实现统一的异常处理,从而将各类异常从各个模块中解耦出来;

2.常见全局异常处理

在Spring中常见的全局异常处理,主要有三种:

(1)注解ExceptionHandler

(2)继承HandlerExceptionResolver接口

(3)注解ControllerAdvice

在后面的讲解中,主要以HTTP错误码:400(请求无效)和500(内部服务器错误)为例,先看一下测试代码以及没有任何处理的返回结果,如下:

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图1:测试代码

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图2:没有异常的错误返回

2.1注解ExceptionHandler

注解ExceptionHandler作用对象为方法,最简单的使用方法就是放在controller文件中,详细的注解定义不再介绍。如果项目中有多个controller文件,通常可以在baseController中实现ExceptionHandler的异常处理,而各个contoller继承basecontroller从而达到统一异常处理的目的。因为比较常见,简单代码如下:

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图3:Controller中的ExceptionHandler使用 

在返回异常时,添加了所属的类名,便于大家记忆理解。运行看一下结果:

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图4:添加ExceptionHandler之后的结果 

  • 优点:ExceptionHandler简单易懂,并且对于异常处理没有限定方法格式;

  • 缺点:由于ExceptionHandler仅作用于方法,对于多个controller的情况,仅为了一个方法,所有需要异常处理的controller都继承这个类,明明不相关的东西,强行给他们找个爹,不太好。

2.2注解ControllerAdvice

这里虽说是ControllerAdvice注解,其实是其与ExceptionHandler的组合使用。在上文中可以看到,单独使用@ExceptionHandler时,其必须在一个Controller中,然而当其与ControllerAdvice组合使用时就完全没有了这个限制。换句话说,二者的组合达到的全局的异常捕获处理。

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图5:注解ControllerAdvice异常处理代码

在运行之前,需将之前Controller中的ExceptionHandler注释掉,测试结果如下:

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图6:注解ControllerAdvice异常处理结果 

通过上面结果可以看到,异常处理确实已经变更为ExceptionHandlerAdvice类。这种方法将所有的异常处理整合到一处,去除了Controller中的继承关系,并且达到了全局捕获的效果,推荐使用此类方式;

2.3实现HandlerExceptionResolver接口

HandlerExceptionResolver本身SpringMVC内部的接口,其内部只有resolveException一个方法,通过实现该接口我们可以达到全局异常处理的目的。

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图7:实现HandlerExceptionResolver接口 同样在执行之前,将上述两个方法的异常处理都注释掉,运行结果如下:

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图8:实现HandlerExceptionResolver接口运行结果 

可以看到500的异常处理已经生效了,但是400的异常处理却没有生效,并且根没有异常前的返回结果一样。这是怎么回事呢?不是说可以做到全局异常处理的么?没办法要想知道问题的原因,我们只能刨根问底,往Spring的祖坟上刨,下面我们结合Spring的源码调试,去需要原因。

3.Spring中异常处理源码分析

大家都知道,在Spring中第一个收到请求的类就是DispatcherServlet,而该类中核心的方法就是doDispatch,我们可以在该类中打断点,进而一步步跟进异常处理。

3.1 HandlerExceptionResolver实现类处理流程

参照如下的跟进步骤,在processHandlerException中断点,跟踪的结果如下图:

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图9:processHandlerException断点 

可以看到在图中箭头【1】处,在遍历 handlerExceptionResolvers 进而来处理异常,而在箭头【2】处,看到handlerExceptionResolvers 中共有4个元素,其中最后一个就是2.3方法定义的异常处理类

当前的请求query请求,根据上述现象可以推测出,该异常处理应该是在前3个异常处理中被处理了,从而跳过我们自定义的异常;带着这样的猜测,我们F8继续跟进,可以跟踪到该异常是被第三个,即DefaultHandlerExceptionResolver所处理。

  • DefaultHandlerExceptionResolver :SpringMVC默认装配了DefaultHandlerExceptionResolver,该类的doResolveException方法中主要对一些特殊的异常进行处理,并将这类异常转换为相应的响应状态码。而query请求触发的异常为MissingServletRequestParameterException,其恰好也是被DefaultHandlerExceptionResolver所针对的异常,故会在该类中被异常捕获。

到此真相大白了,可以看到我们的自定义类MyHandlerExceptionResolver确实可以做到全局处理异常,只不过对于query请求的异常,中间被DefaultHandlerExceptionResolver插了一脚,所以就跳过了MyHandlerExceptionResolver类的处理,从而出现400的返回结果。而对于calc请求,中间没有阻拦,所以就达到了预期效果。

3.2三类异常的处理顺序

到此我们一共介绍了3类全局异常处理,按照上面的分析可以看出,实现HandlerExceptionResolver接口的方式是排在最后处理,那么@ExceptionHandler和@ControllerAdvice这两个的顺序谁先谁后呢? 将三类异常处理全部打开(之前注释掉了),运行一下看看效果:

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图10:异常处理全放开运行结果 

通过现象可以看到,Controller中单独@ExceptionHandle异常处理排在了首位,@ControllerAdvice排在了第二位。严谨的童鞋可以写个Controller02,将query和calc复制过去,异常处理就不要了,这样请求c02的方法时,异常捕获的所属类名就都是@ControllerAdvice所在类了。

以上都是我们根据现象得到的结论,下面去Spring源码去找“证据”。在图9中,handlerExceptionResolvers中有4类处理器,而@ExceptionHandler和@ControllerAdvice的处理就在第一个ExceptionHandlerExceptionResolver中(之前断点跟进即可获知)。继续跟进直到进入ExceptionHandlerExceptionResolver类的doResolveHandlerMethodException方法,这里的HandlerMethod就是Spring将HTTP请求映射到指定Controller中的方法,而Exception就是需要被捕获的异常;继续跟进,看看使用这两个参数到底干了什么事儿。

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图11:doResolveHandlerMethodException断点 

继续跟进getExceptionHandlerMethod方法,发现有两个变量可能就是问题的关键:exceptionHandlerCache和exceptionHandlerAdviceCache。首先,两者的变量名很值得怀疑;其次,前者在代码中看,明显是通过类作为key,从而得到一个处理器(resolver),这恰好Controller中@ExceptionHandler处理规则相吻合;最后,这两个Cache的处理顺序,也符合之前的得到的结论。正如之前猜测的那样,Spring中确实是优先根据Controller类名去查找对应的ExceptionHandler,没有找到的话,再进行@ControllerAdvice异常处理。

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图12:两个异常处理Cache 

如有兴趣可继续深入挖掘Spring的源码,这里针对 ExceptionHandlerExceptionResolver 简单做个总结:

  • exceptionHandlerCache中包含Controller中的ExceptionHandler异常处理,处理时通过HandlerMethod得到Controller,进而再找到异常处理方法,需要注意的是,其是在异常处理过程中put值的;

  • exceptionHandlerAdviceCache则是在项目启动时初始化的,大概思路是找到带有@ControllerAdvice注解的bean,从而缓存bean中的ExceptionHandler,在异常处理时需要对齐遍历查找处理,进而达到全局处理的目的。

3.3咸鱼翻身

介绍了这么多,简单画张图总结一下。蓝色的部分是Spring默认添加的3类异常处理器,黄色部分是我们添加的异常处理以及其所被调用的位置和顺序。看看哪里还有不太清楚的,往回翻翻看(ResponseStatusExceptionResolver是针对@ResponseStatus注解,这里不再详述)。

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图13:异常总结

如果有需要将MyHandlerExceptionResolver提前处理,甚至排在ExceptionHandlerExceptionResolver之前,能做到么?答案是肯定的,在Spring中如果想将MyHandlerExceptionResolver异常处理提前,需要再实现一个Ordered接口,实现里面的getOrder方法即可,这里返回-1,将其放在最上面,这次咸鱼终于可以翻身了。

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图14:实现Ordered接口 

运行看一下结果是不是符合预期,提醒一下,我们三个异常处理都是生效的,如下图: 

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图15:实现Ordered接口运行结果 

4.总结

本文主要通过介绍SpringMVC中三类常见的全局异常处理,在调试中发现了问题,进而引发去Spring源码中去探究原因,最终解决问题,希望大家能有所收获。当然Spring异常处理类不止介绍的这些,有兴趣的童鞋请自行探索!

参考链接:

[1] http://www.cnblogs.com/fangjian0423/p/springMVC-request-mapping.html

[2]https://blog.csdn.net/mll999888/article/details/77621352




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标签: spring

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