优雅哥 SpringBoot 2.7 实战基础 - 08 - 全局异常处理及参数校验

前后端分离开发非常普遍，后端处理业务，为前端提供接口。服务中总会出现很多运行时异常和业务异常，本文主要讲解在 SpringBoot 实战中如何进行异常统一处理和请求参数的校验。

1 异常统一处理

所有异常处理相关的类，咱们都放到 com.yygnb.demo.common包中。

当后端发生异常时，需要按照一个约定的规则（结构）返回给前端，所以先定义一个发生异常时固定的结构。

1.1 错误响应结构

发生异常时的响应结构约定两个字段：code——错误编码；msg——错误消息。创建类：

com.yygnb.demo.common.domain.ErrorResult：

@Data
@Builder
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class ErrorResult implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -8738363760223125457L;

    /**
     * 错误码
     */
    private String code;

    /**
     * 错误消息
     */
    private String msg;
  
    public static ErrorResult build(ErrorResult commonErrorResult, String msg) {
        return new ErrorResult(commonErrorResult.getCode(), commonErrorResult.getMsg() + " " + msg);
    }
}

1.2 通用错误响应常量

有些异常返回的 ErrorResult 是一样的，如参数校验错误、未查询到对象、系统异常等，可以定义一些错误响应的常量：

com.yygnb.demo.common.exception.DefaultErrorResult：

public interface DefaultErrorResult {

    ErrorResult SYSTEM_ERROR = new ErrorResult("C00001", "系统异常");
    ErrorResult CUSTOM_ERROR = new ErrorResult("C99999", "自定义异常");
    ErrorResult PARAM_BIND_ERROR = new ErrorResult("C00003", "参数绑定错误：");
    ErrorResult PARAM_VALID_ERROR = new ErrorResult("S00004", "参数校验错误：");
    ErrorResult JSON_PARSE_ERROR = new ErrorResult("S00005", "JSON转换异常");
    ErrorResult CODE_NOT_FOUND = new ErrorResult("S00006", "根据编码没有查询到对象");
    ErrorResult ID_NOT_FOUND = new ErrorResult("S00007", "根据ID没有查询到对象");
}

1.3 通用异常类定义

定义一个通用的异常类 CommonException，继承自 RuntimeException，当程序中捕获到编译时异常或业务异常时，就抛出这个通用异常，交给全局来处理。（随着业务复杂度的增加，可以细分自定义异常，如 AuthException、UserException、CouponException 等，让这些细分异常都继承自 CommonException。）

com.yygnb.demo.common.exception.CommonException：

@EqualsAndHashCode(callSuper = true)
@Data
public class CommonException extends RuntimeException {

    protected ErrorResult errorResult;

    public CommonException(String message) {
        super(message);
    }

    public CommonException(String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
    }

    public CommonException(Throwable cause) {
        super(cause);
    }

    protected CommonException(String message, Throwable cause, boolean enableSuppression, boolean writableStackTrace) {
        super(message, cause, enableSuppression, writableStackTrace);
    }

    public CommonException(String code, String msg) {
        super(msg + "(" + code + ")");
        this.errorResult = new ErrorResult(code, msg);
    }

    public CommonException(ErrorResult errorResult) {
        super(errorResult.getMsg() + "(" + errorResult.getCode() + ")");
        this.errorResult = errorResult;
    }
}

这个自定义异常类复写了父类的构造函数，同时定义了一个成员变量 ErrorResult，便于在同一异常处理时快速构造返回信息。

1.4 全局异常处理

Spring MVC 中提供了全局异常处理的注解：@ControllerAdvice 和 @RestControllerAdvice。由于前后端分离开发 RESTful 接口，我们这里就使用 @RestControllerAdvice。

com.yygnb.demo.common.exception.CommonExceptionHandler：

@Slf4j
@RestControllerAdvice
public class CommonExceptionHandler {

    /**
     * 通用业务异常
     *
     * @param e
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(value = CommonException.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
    public ErrorResult handleCommonException(CommonException e) {
        log.error("{}, {}", e.getMessage(), e);
        if (e.getErrorResult() != null) {
            return e.getErrorResult();
        }
        return new ErrorResult(DefaultErrorResult.CUSTOM_ERROR.getCode(), e.getMessage());
    }

    /**
     * 其他运行时异常
     * @param e
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(value = Exception.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
    public ErrorResult handleDefaultException(Exception e) {
        log.error("{}, {}", e.getMessage(), e);
        return DefaultErrorResult.SYSTEM_ERROR;
    }
}

上面捕获了 CommonException 和 Exception，匹配顺序为从上往下。假设 handleDefaultException 在前面，当发生一个异常 CommonException 时，一来就会被 handleDefaultException 捕获，因为无论什么异常，都属于 Exception 的实例，不会执行 handleCommonException。所以越具体的异常处理，越要写在前面。

1.5 测试统一异常处理

在 DemoController 中抛出一个 CommonException：

@GetMapping("hello")
public String hello(String msg) {
    String result = "Hello Spring Boot ! " + msg;
    if ("demo".equals(msg)) {
        throw new CommonException("发生错误----这是自定义异常");
    }
    return result;
}

启动服务，访问：

http://localhost:9099/demo/hello?msg=demo

结果返回：

{
  "code": "C99999",
  "msg": "发生错误----这是自定义异常"
}

可以看出全局统一异常处理已经生效了。

2 参数校验

传统参数校验方式是通过多个 if/else 来进行，代码量大，很没有意义。Spring Boot 中有个 starter spring-boot-starter-validation 可以帮助咱们很方便的实现参数校验。

2.1 添加依赖

有些文章中说 spring boot 2.3 还是多少版本以后不用手动加入这个 starter，我试了以后不行，需要手动引入该依赖才行。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
</dependency>

这个 starter 定义 Validator 以及 SmartValidator 接口，提供 @Validated，支持 spring 环境，支持验证组的规范, 提供了一系列的工厂类以及适配器。底层依赖 hibernate-validator 包。

2.2 完善异常处理类

在 1.4 中只捕获了 CommonException 和 Exception，此处要完善参数绑定、校验等异常。补充后 CommonExceptionHandler 如下：

@Slf4j
@RestControllerAdvice
public class CommonExceptionHandler {

    @ExceptionHandler(value = BindException.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
    public ErrorResult handleBindException(BindException e) {
        log.error("{}", e.getMessage(), e);
        List<String> defaultMsg = e.getBindingResult().getAllErrors()
                .stream()
                .map(ObjectError::getDefaultMessage)
                .collect(Collectors.toList());
        return ErrorResult.build(DefaultErrorResult.PARAM_BIND_ERROR, defaultMsg.get(0));
    }

    @ExceptionHandler(value = MethodArgumentNotValidException.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
    public ErrorResult handleMethodArgumentNotValidException(MethodArgumentNotValidException e) {
        log.error("{}", e.getMessage(), e);
        List<String> defaultMsg = e.getBindingResult().getFieldErrors()
                .stream()
                .map(fieldError -> "【" + fieldError.getField() + "】" + fieldError.getDefaultMessage())
                .collect(Collectors.toList());
        return ErrorResult.build(DefaultErrorResult.PARAM_VALID_ERROR, defaultMsg.get(0));
    }

    @ExceptionHandler(value = MissingServletRequestParameterException.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
    public ErrorResult handleMissingServletRequestParameterException(MissingServletRequestParameterException e) {
        log.error("{}", e.getMessage(), e);
        log.error("ParameterName: {}", e.getParameterName());
        log.error("ParameterType: {}", e.getParameterType());
        return ErrorResult.build(DefaultErrorResult.PARAM_VALID_ERROR, e.getMessage());
    }

    @ExceptionHandler(value = ConstraintViolationException.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
    public ErrorResult handleBindGetException(ConstraintViolationException e) {
        log.error("{}", e.getMessage(), e);
        List<String> defaultMsg = e.getConstraintViolations()
                .stream()
                .map(ConstraintViolation::getMessage)
                .collect(Collectors.toList());
        return ErrorResult.build(DefaultErrorResult.PARAM_VALID_ERROR, defaultMsg.get(0));
    }

    @ExceptionHandler(HttpMessageNotReadableException.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
    public ErrorResult error(HttpMessageNotReadableException e){
        log.error("{}", e.getMessage(), e);
        return DefaultErrorResult.JSON_PARSE_ERROR;
    }

    /**
     * 通用业务异常
     *
     * @param e
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(value = CommonException.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
    public ErrorResult handleCommonException(CommonException e) {
        log.error("{}, {}", e.getMessage(), e);
        if (e.getErrorResult() != null) {
            return e.getErrorResult();
        }
        return new ErrorResult(DefaultErrorResult.CUSTOM_ERROR.getCode(), e.getMessage());
    }

    /**
     * 其他运行时异常
     * @param e
     * @return
     */
    @ExceptionHandler(value = Exception.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
    public ErrorResult handleDefaultException(Exception e) {
        log.error("{}, {}", e.getMessage(), e);
        return DefaultErrorResult.SYSTEM_ERROR;
    }
}

2.3 自定义校验注解

在 javax.validation 中提供了很多用于校验的注解，常见的如：@NotNull、@Min、@Max 等等，但可能这些注解不够，需要自定义注解。例如咱们自定义一个注解 @OneOf，该注解对应字段的值只能从 value 中选择：使用方式为：

@OneOf(value = {"MacOS", "Windows", "Linux"})

首先定义一个注解

com.yygnb.demo.common.validator.OneOf：

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Constraint(validatedBy = OneOfValidator.class)
public @interface OneOf {

    String message() default "只能从备选值中选择";

    Class<?>[] groups() default {};

    Class<? extends Payload>[] payload() default {};

    String[] value();
}

定义注解时，@Constraint(validatedBy = OneOfValidator.class)表示校验使用 OneOfValidator 类进行校验，我们需要编写这个类。

com.yygnb.demo.common.validator.OneOfValidator：

public class OneOfValidator implements ConstraintValidator<OneOf, String> {

    private List<String> list;

    @Override
    public void initialize(OneOf constraintAnnotation) {
        list = Arrays.asList(constraintAnnotation.value());
    }

    @Override
    public boolean isValid(String s, ConstraintValidatorContext constraintValidatorContext) {
        if (s == null) {
            return true;
        }
        return list.contains(s);
    }
}

这样便实现一个自定义校验注解了。

2.4 RequestBody 参数校验

以新增电脑接口为例，首先需要在方法的参数前面使用注解 @Valid 或 @Validated 修饰。在此处使用两者之一都可以，前者是 javax.validation 中提供的，后者是 springframework 中提供的：

@Operation(summary = "新增电脑")
@PostMapping()
public Computer save(@RequestBody @Validated Computer computer) {
    computer.setId(null);
    this.computerService.save(computer);
    return computer;
}

在 RequestBody 参数对应的 DTO / 实体中，对需要校验的字段加上校验注解。例如 操作系统operation 只能从 "MacOS", "Windows", "Linux" 中选择；年份year不能为空且长度为4：

@OneOf(value = {"MacOS", "Windows", "Linux"})
@Schema(title = "操作系统")
private String operation;

@NotNull(message = "不能为空")
@Length(min = 4, max = 4)
@Schema(title = "年份")
private String year;

此时重启服务，调用新增电脑接口时，就会进行校验。

2.5 路径参数和RequestParam校验

路径参数和没有封装为实体的 RequestParam 参数，首先需要在参数前面加上校验注解，然后需要在 Controller 类上面加上注解 @Validated 才会生效。如在分页列表接口中，要求参数当前页 page 大于 0：

public Page<Computer> findPage(@PathVariable @Min(1) Integer page, @PathVariable @Max(10) Integer size) {
...
}

本文简单介绍了统一异常处理和参数校验，本节的代码还有很多优化空间，在后面的实战部分逐一完善。

\/ 程序员优雅哥（youyacoder），今日学习到此结束~~~