SpringMVC全局异常处理机制以及源码解析

Z时代
2024-01-10
分类：技术分享

SpringMVC全局异常处理

SpringMVC除了可以做URL映射和请求拦截外，还可以做全局异常的处理。全局异常处理可能我们平时比较少机会接触，但是每个项目都肯定会做这个处理。比如在上一间公司，是前后端分离的架构，所以后端只要有运行时异常就会报“系统异常，请稍后再试”。如果想要走上架构师的话，这个肯定是要学会的。

SpringMVC全局异常处理机制

首先，要知道全局异常处理，SpringMVC提供了两种方式：

实现HandlerExceptionResolver接口，自定义异常处理器。

使用HandlerExceptionResolver接口的子类，也就是SpringMVC提供的异常处理器。

所以，总得来说就两种方式，一种是自定义异常处理器，第二种是SpringMVC提供的。接下来先说SpringMVC提供的几种异常处理器的使用方式，然后再讲自定义异常处理器。

SpringMVC提供的异常处理器有哪些呢？我们可以直接看源码的类图。

可以看出有四种：

DefaultHandlerExceptionResolver，默认的异常处理器。根据各个不同类型的异常，返回不同的异常视图。

SimpleMappingExceptionResolver，简单映射异常处理器。通过配置异常类和view的关系来解析异常。

ResponseStatusExceptionResolver，状态码异常处理器。解析带有@ResponseStatus注释类型的异常。

ExceptionHandlerExceptionResolver，注解形式的异常处理器。对@ExceptionHandler注解的方法进行异常解析。

DefaultHandlerExceptionResolver

这个异常处理器是SprngMVC默认的一个处理器，处理一些常见的异常，比如：没有找到请求参数，参数类型转换异常，请求方式不支持等等。

接着我们看DefaultHandlerExceptionResolver类的doResolveException()方法：

@Override
@Nullable
protected ModelAndView doResolveException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,@Nullable Object handler, Exception ex){
try {
if (ex instanceof HttpRequestMethodNotSupportedException) {
return handleHttpRequestMethodNotSupported((HttpRequestMethodNotSupportedException) ex, request,
response, handler);
}
elseif (ex instanceof HttpMediaTypeNotSupportedException) {
return handleHttpMediaTypeNotSupported((HttpMediaTypeNotSupportedException) ex, request, response,
handler);
}
elseif (ex instanceof HttpMediaTypeNotAcceptableException) {
return handleHttpMediaTypeNotAcceptable((HttpMediaTypeNotAcceptableException) ex, request, response,
handler);
}
//省略...以下还有十几种异常的else-if
}catch (Exception handlerException) {
//是否打开日志，如果打开，那就记录日志
if (logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Handling of [" + ex.getClass().getName() + "] resulted in Exception", handlerException);
}
}
returnnull;
}

通过if-else判断，判断继承什么异常就显示对应的错误码和错误提示信息。由此可以知道，处理一般有两步，一是设置响应码，二是在响应头设置异常信息。下面是MissingServletRequestPartException的处理的源码：

protected ModelAndView handleMissingServletRequestPartException(MissingServletRequestPartException ex,
HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, @Nullable Object handler)throws IOException {
//设置响应码，设置异常信息，SC_BAD_REQUEST就是400(bad request)
response.sendError(HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST, ex.getMessage());
returnnew ModelAndView();
}
//响应码
publicstaticfinalint SC_BAD_REQUEST = 400;

为什么要存在这个异常处理器呢？

从框架的设计理念来看，这种公共的、常见的异常应该交给框架本身来完成，是一些必需处理的异常。比如参数类型转换异常，如果程序员不处理，还有框架提供默认的处理方式，不至于出现这种错误而无法排查。

SimpleMappingExceptionResolver

这种异常处理器需要提前配置异常类和对应的view视图。一般用于使用JSP的项目中，出现异常则通过这个异常处理器跳转到指定的页面。

怎么配置？首先搭建JSP项目我就不浪费篇幅介绍了。首先要加载一个XML文件。

@SpringBootApplication
//在启动类，加载配置文件
@ImportResource("classpath:spring-config.xml")
publicclassApplication{
publicstaticvoidmain(String[] args){
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}

然后在resources目录下，创建一个spring-config.xml文件，内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beansxmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
<beanclass="org.springframework.web.servlet.handler.SimpleMappingExceptionResolver">
<!-- 定义默认的异常处理页面 -->
<propertyname="defaultErrorView"value="err"/>
<!-- 定义异常处理页面用来获取异常信息的变量名，默认名为exception -->
<propertyname="exceptionAttribute"value="ex"/>
<!-- 定义需要特殊处理的异常，用类名或完全路径名作为key，异常也页名作为值 -->
<propertyname="exceptionMappings">
<props>
<!-- 数组越界异常 -->
<propkey="java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException">err/arrayIndexOutOfBounds</prop>
<!-- 空指针异常 -->
<propkey="java.lang.NullPointerException">err/nullPointer</prop>
</props>
</property>
</bean>
</beans>

然后在webapp也就是存放JSP页面的目录下，创建两个JSP页面。

arrayIndexOutOfBounds.jsp如下：

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
<title>数组越界异常</title>
</head>
<body>
<h1>数组越界异常</h1>
<br>
<%-- 打印异常到页面上 --%>
<% Exception ex = (Exception)request.getAttribute("ex"); %>
<br>
<div><%= ex.getMessage() %></div>
<% ex.printStackTrace(new java.io.PrintWriter(out)); %>
</body>
</html>

nullPointer.jsp如下：

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
<title>空指针异常</title>
</head>
<body>
<h1>空指针异常</h1>
<br>
<%-- 打印异常到页面上 --%>
<% Exception ex = (Exception)request.getAttribute("ex"); %>
<br>
<div><%=ex.getMessage()%></div>
<% ex.printStackTrace(new java.io.PrintWriter(out)); %>
</body>
</html>

接着创建两个Controller，分别抛出空指针异常和数组越界异常。

@Controller
@RequestMapping("/error")
publicclassErrController{
@RequestMapping("/null")
public String err()throws Exception{
String str = null;
//抛出空指针异常
int length = str.length();
System.out.println(length);
return"index";
}
@RequestMapping("/indexOut")
public String indexOut()throws Exception{
int[] nums = newint[2];
for (int i = 0; i < 3; i++) {
//抛出数组越界异常
nums[i] = i;
System.out.println(nums[i]);
}
return"index";
}
}

启动项目后，我们发送两个请求，就可以看到：

其实对于现在前后端分离的项目来说，这种异常处理器已经不是很常用了。

ResponseStatusExceptionResolver

这种异常处理器主要用于处理带有@ResponseStatus注释的异常。下面演示一下使用方式。

首先自定义异常类继承Exception，并且使用@ResponseStatus注解修饰。如下：

//value需要使用HttpStatus枚举类型，HttpStatus.FORBIDDEN=403。
@ResponseStatus(value = HttpStatus.FORBIDDEN,reason = "My defined Exception")
publicclassDefinedExceptionextendsException{
}

然后再在Controller层抛出此异常。如下：

@Controller
@RequestMapping("/error")
publicclassErrController{
@RequestMapping("/myException")
public String ex(@RequestParam(name = "num") Integer num) throws Exception {
if (num == 1) {
//抛出自定义异常
thrownew DefinedException();
}
return"index";
}
}

然后启动项目，请求接口，可以看到如下信息：

使用这种异常处理器，需要自定义一个异常，一定要一直往上层抛出异常，如果不往上层抛出，在service或者dao层就try-catch处理掉的话，是不会触发的。

ExceptionHandlerExceptionResolver

这个异常处理器才是最重要的，也是最常用，最灵活的，因为是使用注解。首先我们还是简单地演示一下怎么使用：

首先需要定义一个全局的异常处理器。

//这里使用了RestControllerAdvice，是@ResponseBody和@ControllerAdvice的结合
//会把实体类转成JSON格式的提示返回，符合前后端分离的架构
@RestControllerAdvice
publicclassGlobalExceptionHandler{
//这里自定义了一个BaseException，当抛出BaseException异常就会被此方法处理
@ExceptionHandler(BaseException.class)
public ErrorInfo errorHandler(HttpServletRequest req, BaseException e)throws Exception {
ErrorInfo r = new ErrorInfo();
r.setMessage(e.getMessage());
r.setCode(ErrorInfo.ERROR);
r.setUrl(req.getRequestURL().toString());
return r;
}
}

然后我们自定义一个自定义异常类BaseException：

publicclassBaseExceptionextendsException{
publicBaseException(String message){
super(message);
}
}

然后在Controller层定义一个方法测试：

@Controller
@RequestMapping("/error")
publicclassErrController{
@RequestMapping("/base")
public String base()throws BaseException {
thrownew BaseException("系统异常，请稍后重试。");
}
}

老规矩，启动项目，请求接口可以看到结果：

你也可以不自定义异常BaseException，而直接拦截常见的各种异常都可以。所以这是一个非常灵活的异常处理器。你也可以做跳转页面，返回ModelAndView即可（以免篇幅过长就不演示了，哈哈）。

小结

经过以上的演示后我们学习了SpringMVC四种异常处理器的工作机制，最后这种作为程序员我觉得是必须掌握的，前面的简单映射异常处理器和状态映射处理器可以选择性掌握，默认的异常处理器了解即可。

那这么多异常处理器，究竟是如何工作的呢？为什么是设计一个接口，下面有一个抽象类加上四个实现子类呢？接下来我们通过源码分析来揭开谜底！

源码分析

源码分析从哪里入手呢？在SpringMVC中，其实你想都不用想，肯定在DispatcherServlet类里。经过我顺藤摸瓜，我定位在了processHandlerException()方法。怎么定位的呢？其实很简单，看源码：

privatevoidprocessDispatchResult(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
@Nullable HandlerExecutionChain mappedHandler, @Nullable ModelAndView mv,
@Nullable Exception exception)throws Exception {
boolean errorView = false;
//异常不为空
if (exception != null) {
if (exception instanceof ModelAndViewDefiningException) {
logger.debug("ModelAndViewDefiningException encountered", exception);
mv = ((ModelAndViewDefiningException) exception).getModelAndView();
}
else {
Object handler = (mappedHandler != null ? mappedHandler.getHandler() : null);
//关键点：执行异常处理
mv = processHandlerException(request, response, handler, exception);
//省略...
}
}
//省略...
}

processHandlerException()

就是这个直接的一个if-else判断，那个processHandlerException()方法又是怎么处理的呢？

@Nullable
protected ModelAndView processHandlerException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
@Nullable Object handler, Exception ex)throws Exception {
ModelAndView exMv = null;
//判断异常处理器的集合是否为空
if (this.handlerExceptionResolvers != null) {
//不为空则遍历异常处理器 
for (HandlerExceptionResolver handlerExceptionResolver : this.handlerExceptionResolvers) {
//调用异常处理器的resolveException()方法进行处理异常
exMv = handlerExceptionResolver.resolveException(request, response, handler, ex);
//判断返回的ModelAndView是否为null，不为null则跳出循环，为null则继续下一个异常处理器
if (exMv != null) {
break;
}
}
}
//如果ModelAndView不为空
if (exMv != null) {
if (exMv.isEmpty()) {
//设置异常信息提示
request.setAttribute(EXCEPTION_ATTRIBUTE, ex);
returnnull;
}
//如果返回的ModelAndView不包含view
if (!exMv.hasView()) {
//设置一个默认的视图 
String defaultViewName = getDefaultViewName(request);
if (defaultViewName != null) {
exMv.setViewName(defaultViewName);
}
}
//省略...
//返回异常的ModelAndView	
return exMv;
}
throw ex;
}

这不就是责任链模式吗！提前加载异常处理器到handlerExceptionResolvers集合中，然后遍历去执行，能处理就处理，不能处理就跳到下一个异常处理器处理。如果对责任链模式有疑问的，可以看《责任链模式与SpringMVC》。

那接下来我们就有一个问题了，handlerExceptionResolvers集合是怎么加载异常处理器的？这个问题很简单，就是使用DispatcherServlet.properties配置文件。这个文件真的很重要！！！

org.springframework.web.servlet.HandlerExceptionResolver=org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ExceptionHandlerExceptionResolver, org.springframework.web.servlet.mvc.annotation.ResponseStatusExceptionResolver, org.springframework.web.servlet.mvc.support.DefaultHandlerExceptionResolver

默认是加载以上三种异常处理器到集合中，所以只要带有@ControllerAdvice、@ExceptionHandler、@ResponseStatus注解的都会被扫描。SimpleMappingExceptionResolver则是通过xml文件(当然也可以使用@Configuration)去配置。

resolveException()

其实在resolveException()处理异常的方法中，还使用了模板模式。

@Override
@Nullable
public ModelAndView resolveException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
@Nullable Object handler, Exception ex){
//省略...
//预处理
prepareResponse(ex, response);
//调用了一个抽象方法，抽象方法由子类去实现
ModelAndView result = doResolveException(request, response, handler, ex);
//省略...
}

抽象方法doResolveException()，由子类实现。

@Nullable protectedabstract ModelAndView doResolveException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, @Nullable Object handler, Exception ex);

怎么识别模板方法，其实很简单，只要看到抽象类，有个具体方法里面调用了抽象方法，那很大可能就是模板模式。抽象方法就是模板方法，由子类实现。

子类我们都知道就是那四个异常处理器实现类了。

总结

用流程图概括一下：

经过以上的学习后，我们知道只需要把异常处理器加到集合中，就可以执行。

所以我们可以直接实现HandlerExceptionResolver接口来实现异常处理器。

实现HandlerExceptionResolver接口实现全局异常处理

首先自定一个异常类MyException。

publicclassMyExceptionextendsException{
publicMyException(String message){
super(message);
}
}

然后实现HandlerExceptionResolver接口定义一个异常处理器。

//注册异常处理器到Spring容器中
@Component
publicclassMyExceptionHandlerimplementsHandlerExceptionResolver{
@Override
public ModelAndView resolveException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex){
try {
//如果属于MyException异常，则输出异常提示到页面
if (ex instanceof MyException) {
response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
response.getWriter().println(ex.getMessage());
//这里返回null，不做处理。也可以返回ModelAndView跳转页面
returnnull;
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
returnnull;
}
}

然后在Controller层定义一个方法测试：

@Controller
@RequestMapping("/error")
publicclassErrController{
@RequestMapping("/myEx")
public String myEx()throws MyException {
System.out.println("执行myEx()");
thrownew MyException("自定义异常提示信息");
}
}