SpringBoot中的全域性異常處理

天喬巴夏丶發表於2020-10-31

本篇要點

介紹SpringBoot預設的異常處理機制。
如何定義錯誤頁面。
如何自定義異常資料。
如何自定義檢視解析。
介紹@ControllerAdvice註解處理異常。

一、SpringBoot預設的異常處理機制

預設情況下，SpringBoot為以下兩種情況提供了不同的響應方式：

Browser Clients瀏覽器客戶端：通常情況下請求頭中的Accept會包含text/html，如果未定義/error的請求處理，就會出現如下html頁面：Whitelabel Error Page，關於error頁面的定製，接下來會詳細介紹。

Machine Clients機器客戶端：Ajax請求，返回ResponseEntity實體json字串資訊。

{
    "timestamp": "2020-10-30T15:01:17.353+00:00",
    "status": 500,
    "error": "Internal Server Error",
    "trace": "java.lang.ArithmeticException: / by zero...",
    "message": "/ by zero",
    "path": "/"
}

SpringBoot預設提供了程式出錯的結果對映路徑/error，這個請求的處理邏輯在BasicErrorController中處理，處理邏輯如下：

// 判斷mediaType型別是否為text/html
@RequestMapping(produces = MediaType.TEXT_HTML_VALUE)
public ModelAndView errorHtml(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
    HttpStatus status = getStatus(request);
    Map<String, Object> model = Collections
        .unmodifiableMap(getErrorAttributes(request, getErrorAttributeOptions(request, MediaType.TEXT_HTML)));
    response.setStatus(status.value());
    // 建立ModelAndView物件，返回頁面
    ModelAndView modelAndView = resolveErrorView(request, response, status, model);
    return (modelAndView != null) ? modelAndView : new ModelAndView("error", model);
}

@RequestMapping
public ResponseEntity<Map<String, Object>> error(HttpServletRequest request) {
    HttpStatus status = getStatus(request);
    if (status == HttpStatus.NO_CONTENT) {
        return new ResponseEntity<>(status);
    }
    Map<String, Object> body = getErrorAttributes(request, getErrorAttributeOptions(request, MediaType.ALL));
    return new ResponseEntity<>(body, status);
}

二、錯誤頁面的定製

相信Whitelabel Error Pag頁面我們經常會遇到，這樣體驗不是很好，在SpringBoot中可以嘗試定製錯誤頁面，定製方式主要分靜態和動態兩種：

靜態異常頁面

在classpath:/public/error或classpath:/static/error路徑下定義相關頁面：檔名應為確切的狀態程式碼，如404.html，或系列掩碼，如4xx.html。

舉個例子，如果你想匹配404或5開頭的所有狀態程式碼到靜態的html檔案，你的檔案目錄應該是下面這個樣子：

src/
 +- main/
     +- java/
     |   + <source code>
     +- resources/
         +- public/
             +- error/
             |   +- 404.html
    		 |   +- 5xx.html
             +- <other public assets>

如果500.html和5xx.html同時生效，那麼優先展示500.html頁面。

使用模板的動態頁面

放置在classpath:/templates/error路徑下：這裡使用thymeleaf模板舉例：

src/
 +- main/
     +- java/
     |   + <source code>
     +- resources/
         +- templates/
             +- error/
             |   +- 5xx.html
             +- <other templates>

頁面如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>5xx</title>
    </head>
    <body>
        <h1>5xx</h1>
        <p th:text="'error -->'+ ${error}"></p>
        <p th:text="'status -->' + ${status}"></p>
        <p th:text="'timestamp -->' + ${timestamp}"></p>
        <p th:text="'message -->' + ${message}"></p>
        <p th:text="'path -->' +${path}"></p>
        <p th:text="'trace -->' + ${trace}"></p>
    </body>
</html>

如果靜態頁面和動態頁面同時存在且都能匹配，SpringBoot對於錯誤頁面的優先展示規則如下：

如果發生了500錯誤：

動態500 -> 靜態500 -> 動態5xx -> 靜態5xx

三、自定義異常資料

預設的資料主要是以下幾個，這些資料定義在org.springframework.boot.web.servlet.error.DefaultErrorAttributes中，資料的定義在getErrorAttributes方法中。

DefaultErrorAttributes類在org.springframework.boot.autoconfigure.web.servlet.error.ErrorMvcAutoConfiguration自動配置類中定義：

	@Bean
	@ConditionalOnMissingBean(value = ErrorAttributes.class,
                              search = SearchStrategy.CURRENT)
	public DefaultErrorAttributes errorAttributes() {
		return new DefaultErrorAttributes();
	}

如果我們沒有提供ErrorAttributes的例項，SpringBoot預設提供一個DefaultErrorAttributes例項。

因此，我們就該知道如何去自定義異常資料屬性：

實現ErrorAttributes介面。
繼承DefaultErrorAttributes，本身已經定義對異常資料的處理，繼承更具效率。

定義方式如下：

/**
 * 自定義異常資料
 * @author Summerday
 */
@Slf4j
@Component
public class MyErrorAttributes extends DefaultErrorAttributes {

    @Override
    public Map<String, Object> getErrorAttributes(WebRequest webRequest, ErrorAttributeOptions options) {
        Map<String, Object> map = super.getErrorAttributes(webRequest, options);
        if(map.get("status").equals(500)){
            log.warn("伺服器內部異常");
        }
        return map;
    }
}

四、自定義異常檢視

自定義檢視的載入邏輯存在於BasicErrorController類的errorHtml方法中，用於返回一個ModelAndView物件，這個方法中，首先通過getErrorAttributes獲取到異常資料，然後呼叫resolveErrorView去建立一個ModelAndView物件，只有建立失敗的時候，使用者才會看到預設的錯誤提示頁面。

@RequestMapping(produces = MediaType.TEXT_HTML_VALUE)
public ModelAndView errorHtml(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
    HttpStatus status = getStatus(request);
    Map<String, Object> model = Collections
        .unmodifiableMap(
        //ErrorAttributes # getErrorAttributes
        getErrorAttributes(request, 
                           getErrorAttributeOptions(request, MediaType.TEXT_HTML)));
    response.setStatus(status.value());
    // E
    ModelAndView modelAndView = resolveErrorView(request, response, status, model);
    return (modelAndView != null) ? modelAndView : new ModelAndView("error", model);
}

DefaultErrorViewResolver類的resolveErrorView方法：

@Override
public ModelAndView resolveErrorView(HttpServletRequest request, HttpStatus status, Map<String, Object> model) {
    // 以異常狀態碼作為檢視名去locations路徑中去查詢頁面
    ModelAndView modelAndView = resolve(String.valueOf(status.value()), model);
    // 如果找不到，以4xx，5xx series去查詢
    if (modelAndView == null && SERIES_VIEWS.containsKey(status.series())) {
        modelAndView = resolve(SERIES_VIEWS.get(status.series()), model);
    }
    return modelAndView;
}

那麼如何自定義呢？和自定義異常資料相同，如果我們定義了一個ErrorViewResolver的例項，預設的配置就會失效。

/**
 * 自定義異常檢視解析
 * @author Summerday
 */

@Component
public class MyErrorViewResolver extends DefaultErrorViewResolver {

    public MyErrorViewResolver(ApplicationContext applicationContext, ResourceProperties resourceProperties) {
        super(applicationContext, resourceProperties);
    }

    @Override
    public ModelAndView resolveErrorView(HttpServletRequest request, HttpStatus status, Map<String, Object> model) {
        return new ModelAndView("/hyh/resolve",model);
    }
}

此時，SpringBoot將會去/hyh目錄下尋找resolve.html頁面。

五、@ControllerAdvice註解處理異常

前後端分離的年代，後端往往需要向前端返回統一格式的json資訊，以下為封裝的AjaxResult物件：

public class AjaxResult extends HashMap<String, Object> {
    
    //狀態碼
    public static final String CODE_TAG = "code";
    
    //返回內容
    public static final String MSG_TAG = "msg";
    
    //資料物件
    public static final String DATA_TAG = "data";

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    public AjaxResult() {
    }

    public AjaxResult(int code, String msg) {
        super.put(CODE_TAG, code);
        super.put(MSG_TAG, msg);
    }

    public AjaxResult(int code, String msg, Object data) {
        super.put(CODE_TAG, code);
        super.put(MSG_TAG, msg);
        if (data != null) {
            super.put(DATA_TAG, data);
        }
    }

    public static AjaxResult ok() {
        return AjaxResult.ok("操作成功");
    }

    public static AjaxResult ok(Object data) {
        return AjaxResult.ok("操作成功", data);
    }

    public static AjaxResult ok(String msg) {
        return AjaxResult.ok(msg, null);
    }

    public static AjaxResult ok(String msg, Object data) {
        return new AjaxResult(HttpStatus.OK.value(), msg, data);
    }

    public static AjaxResult error() {
        return AjaxResult.error("操作失敗");
    }

    public static AjaxResult error(String msg) {
        return AjaxResult.error(msg, null);
    }

    public static AjaxResult error(String msg, Object data) {
        return new AjaxResult(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR.value(), msg, data);
    }

    public static AjaxResult error(int code, String msg) {
        return new AjaxResult(code, msg, null);
    }
}

根據業務的需求不同，我們往往也需要自定義異常類，便於維護：

/**
 * 自定義異常
 *
 * @author Summerday
 */
public class CustomException extends RuntimeException {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private Integer code;

    private final String message;

    public CustomException(String message) {
        this.message = message;
    }

    public CustomException(String message, Integer code) {
        this.message = message;
        this.code = code;
    }

    public CustomException(String message, Throwable e) {
        super(message, e);
        this.message = message;
    }

    @Override
    public String getMessage() {
        return message;
    }

    public Integer getCode() {
        return code;
    }
}

@ControllerAdvice和@RestControllerAdvice這倆註解的功能之一，就是做到Controller層面的異常處理，而兩者的區別，與@Controller和@RestController差不多。

@ExceptionHandler指定需要處理的異常類，針對自定義異常，如果是ajax請求，返回json資訊，如果是普通web請求，返回ModelAndView物件。

/**
 * 全域性異常處理器
 * @author Summerday
 */

@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

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


    @ExceptionHandler(CustomException.class)
    public Object handle(HttpServletRequest request, CustomException e) {
        AjaxResult info = AjaxResult.error(e.getMessage());
        log.error(e.getMessage());
        // 判斷是否為ajax請求
        if (isAjaxRequest(request)) {
            return info;
        }
        ModelAndView mv = new ModelAndView();
        mv.setViewName("custom"); // templates/custom.html
        mv.addAllObjects(info);
        mv.addObject("url", request.getRequestURL());
        return mv;
    }

    private boolean isAjaxRequest(HttpServletRequest request) {
        return "XMLHttpRequest".equals(request.getHeader("X-Requested-With"));
    }
}

在Controller層，人為定義丟擲異常：

@RestController
public class TestController {

    @GetMapping("/ajax")
    public AjaxResult ajax() {
        double alpha = 0.9;
        if (Math.random() < alpha) {
            throw new CustomException("自定義異常!");
        }
        return AjaxResult.ok();
    }
}

最後，通過/templates/custom.html定義的動態模板頁面展示資料：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>自定義介面</title>
    </head>
    <body>
        <p th:text="'msg -->'+ ${msg}"></p>
        <p th:text="'code -->'+ ${code}"></p>
        <p th:text="'url -->'+ ${url}"></p>
    </body>
</html>

原始碼下載

本文內容均為對優秀部落格及官方文件總結而得，原文地址均已在文中參考閱讀處標註。最後，文中的程式碼樣例已經全部上傳至Gitee：https://gitee.com/tqbx/springboot-samples-learn

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