详解Spring MVC/Boot 统一异常处理最佳实践

前言
在 Web 开发中, 我们经常会需要处理各种异常, 这是一件棘手的事情, 对于很多人来说, 可能对异常处理有以下几个问题:

什么时候需要捕获(try-catch)异常, 什么时候需要抛出(throws)异常到上层.
在 dao 层捕获还是在 service 捕获, 还是在 controller 层捕获.
抛出异常后要怎么处理. 怎么返回给页面错误信息.
异常处理反例
既然谈到异常, 我们先来说一下异常处理的反例, 也是很多人容易犯的错误, 这里我们同时讲到前端处理和后端处理 :

捕获异常后只输出到控制台
前端代码

$.ajax({
  type: "GET",
  url: "/user/add",
  dataType: "json",
  success: function(data){
    alert("添加成功");
  }
});

后端代码

try {
  // do something
} catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
}

这是见过最多的异常处理方式了, 如果这是一个添加商品的方法, 前台通过 ajax 发送请求到后端, 期望返回 json 信息表示添加结果. 但如果这段代码出现了异常:

那么用户看到的场景就是点击了添加按钮, 但没有任何反应(其实是返回了 500 错误页面, 但这里前端没有监听 error 事件, 只监听了 success 事件. 但即使加上了error: function(data) {alert("添加失败");}) 又如何呢? 到底因为啥失败了呢, 用户也不得而知.
后台 e.printStackTrace() 打印在控制台的日志也会在漫漫的日志中被埋没, 很可能会看不到输出的异常. 但这并不是最糟的情况, 更糟糕的事情是连 e.printStackTrace() 都没有, catch 块中是空的, 这样后端的控制台中更是什么都看不到了, 这段代码会像一个隐形的炸弹一样一直埋伏在系统中.
混乱的返回方式
前端代码

$.ajax({
  type: "GET",
  url: "/goods/add",
  dataType: "json",
  success: function(data) {
    if (data.flag) {
      alert("添加成功");
    } else {
      alert(data.message);
    }
  },
  error: function(data){
    alert("添加失败");
  }
});

后端代码

@RequestMapping("/goods/add")
@ResponseBody
public Map add(Goods goods) {
  Map map = new HashMap();
  try {
    // do something
    map.put(flag, true);
  } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
    map.put("flag", false);
    map.put("message", e.getMessage());
  }
  reutrn map;
}

这种方式捕获异常后, 返回了错误信息, 且前台做了一定的处理, 看起来很完善? 但用 HashMap 中的 flag 和 message 这种字符串来当键很容易处理, 例如你这里叫 message, 别人起名叫 msg, 甚至有时手抖打错了, 怎么办? 前台再改成 msg 或其他的字符?, 前端后端这样一直来回改?
更有甚者在情况 A 的情况下, 返回 json, 在情况 B 的情况下, 重定向到某个页面, 这就更乱了. 对于这种不统一的结构处理起来非常麻烦.

异常处理规范
既然要进行统一异常处理, 那么肯定要有一个规范, 不能乱来. 这个规范包含前端和后端.

不要捕获任何异常
对的, 不要在业务代码中进行捕获异常, 即 dao、service、controller 层的所以异常都全部抛出到上层. 这样不会导致业务代码中的一堆 try-catch 会混乱业务代码.

统一返回结果集

不要使用 Map 来返回结果, Map 不易控制且容易犯错, 应该定义一个 Java 实体类. 来表示统一结果来返回, 如定义实体类:

public class ResultBean<T> {
  private int code;
  private String message;
  private Collection<T> data;

  private ResultBean() {

  }

  public static ResultBean error(int code, String message) {
    ResultBean resultBean = new ResultBean();
    resultBean.setCode(code);
    resultBean.setMessage(message);
    return resultBean;
  }

  public static ResultBean success() {
    ResultBean resultBean = new ResultBean();
    resultBean.setCode(0);
    resultBean.setMessage("success");
    return resultBean;
  }

  public static <V> ResultBean<V> success(Collection<V> data) {
    ResultBean resultBean = new ResultBean();
    resultBean.setCode(0);
    resultBean.setMessage("success");
    resultBean.setData(data);
    return resultBean;
  }

  // getter / setter 略
}

正常情况: 调用 ResultBean.success() 或 ResultBean.success(Collection<V> data), 不需要返回数据, 即调用前者, 需要返回数据, 调用后者. 如:

@RequestMapping("/goods/add")
@ResponseBody
public ResultBean<Goods> getAllGoods() {
  List<Goods> goods = goodsService.findAll();
  return ResultBean.success(goods);
}

@RequestMapping("/goods/update")
@ResponseBody
public ResultBean updateGoods(Goods goods) {
  goodsService.update(goods);
  return ResultBean.success();
}

一般只有查询方法需要调用 ResultBean.success(Collection<V> data) 来返回 N 条数据, 其他诸如删除, 修改等方法都应该调用 ResultBean.success(), 即在业务代码中只处理正确的功能, 不对异常做任何判断. 也不需要对 update 或 delete 的更新条数做判断(个人建议, 实际需要根据业务). 只要没有抛出异常, 我们就认为用户操作成功了. 且操作成功的提示信息在前端处理, 不要后台返回 “操作成功” 等字段.

前台接受到的信息为:

{
  "code": 0,
  "message": "success",
  "data": [
    {
      "name": "商品1",
      "price": 50.00,
    },
    {
      "name": "商品2",
      "price": 99.99,
    }
  ]
}

抛出异常: 抛出异常后, 我们应该调用 ResultBean.error(int code, String message), 来将状态码和错误信息返回, 我们约定 code 为 0 表示操作成功, 1 或 2 等正数表示用户输入错误, -1, -2 等负数表示系统错误.
前台接受到的信息为:

{
  "code": -1,
  "message": "XXX 参数有问题, 请重新填写",
  "data": null
}

前端统一处理:
返回的结果集规范后, 前端就很好处理了:

/**
 * 显示错误信息
 * @param result： 错误信息
 */
function showError(s) {
  alert(s);
}

/**
 * 处理 ajax 请求结果
 * @param result： ajax 返回的结果
 * @param fn： 成功的处理函数 ( 传入data: fn(result.data) )
 */
function handlerResult(result, fn) {
  // 成功执行操作，失败提示原因
  if (result.code == 0) {
    fn(result.data);
  }
  // 用户操作异常, 这里可以对 1 或 2 等错误码进行单独处理, 也可以 result.code > 0 来粗粒度的处理, 根据业务而定.
  else if (result.code == 1) {
    showError(result.message);
  }
  // 系统异常, 这里可以对 -1 或 -2 等错误码进行单独处理, 也可以 result.code > 0 来粗粒度的处理, 根据业务而定.
  else if (result.code == -1) {
    showError(result.message);
  }
  // 如果进行细粒度的状态码判断, 那么就应该重点注意这里没出现过的状态码. 这个判断仅建议在开发阶段保留用来发现未定义的状态码.
  else {
    showError("出现未定义的状态码:" + result.code);
  }
}

/**
 * 根据 id 删除商品
 */
function deleteGoods(id) {
  $.ajax({
    type: "GET",
    url: "/goods/delete",
    dataType: "json",
    success: function(result){
      handlerResult(result, deleteDone);
    }
  });
}

function deleteDone(data) {
  alert("删除成功");
}

showError 和 handlerResult 是公共方法, 分别用来显示错误和统一处理结果集.

然后将主要精力放在发送请求和处理正确结果的方法上即可, 如这里的 deleteDone 函数, 用来处理操作成功给用户的提示信息, 正所谓各司其职, 前端负责操作成功的消息提示更合理, 而错误信息只有后台知道, 所以需要后台来返回.

后端统一处理异常
说了这么多, 还没讲到后端不在业务层捕获任何异常的事, 既然所有业务层都没有捕获异常, 那么所有的异常都会抛出到 Controller 层, 我们只需要用 AOP 对 Controller 层的所有方法处理即可.

好在 Spring 为我们提供了一个注解, 用来统一处理异常:

@ControllerAdvice
@ResponseBody
public class WebExceptionHandler {

  private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(WebExceptionHandler.class);

  @ExceptionHandler
  public ResultBean unknownAccount(UnknownAccountException e) {
    log.error("账号不存在", e);
    return ResultBean.error(1, "账号不存在");
  }

  @ExceptionHandler
  public ResultBean incorrectCredentials(IncorrectCredentialsException e) {
    log.error("密码错误", e);
    return ResultBean.error(-2, "密码错误");
  }

  @ExceptionHandler
  public ResultBean unknownException(Exception e) {
    log.error("发生了未知异常", e);
    // 发送邮件通知技术人员.
    return ResultBean.error(-99, "系统出现错误, 请联系网站管理员!");
  }
}

在这里统一配置需要处理的异常, 同样, 对于未知的异常, 一定要及时发现, 并进行处理. 推荐出现未知异常后发送邮件, 提示技术人员.

总结

总结一下统一异常处理的方法:

不使用随意返回各种数据类型, 要统一返回值规范.
不在业务代码中捕获任何异常, 全部交由 @ControllerAdvice 来处理.
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