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程序员小乐(ID:study_tech)第 811 次推文 图片来自百度

往日回顾：三分钟基础：CPU 到底是怎么认识代码的？

正文

背景

软件开发过程中，不可避免的是需要处理各种异常，就我自己来说，至少有一半以上的时间都是在处理各种异常情况，所以代码中就会出现大量的try {...} catch {...} finally {...} 代码块，不仅有大量的冗余代码，而且还影响代码的可读性。比较下面两张图，看看您现在编写的代码属于哪一种风格？然后哪种编码风格您更喜欢？

丑陋的 try catch 代码块

优雅的Controller

上面的示例，还只是在Controller层，如果是在Service层，可能会有更多的try catch代码块。这将会严重影响代码的可读性、“美观性”。

所以如果是我的话，我肯定偏向于第二种，我可以把更多的精力放在业务代码的开发，同时代码也会变得更加简洁。

既然业务代码不显式地对异常进行捕获、处理，而异常肯定还是处理的，不然系统岂不是动不动就崩溃了，所以必须得有其他地方捕获并处理这些异常。

那么问题来了，如何优雅的处理各种异常？

什么是统一异常处理

Spring在3.2版本增加了一个注解@ControllerAdvice，可以与@ExceptionHandler、@InitBinder、@ModelAttribute 等注解注解配套使用，对于这几个注解的作用，这里不做过多赘述。

不过跟异常处理相关的只有注解@ExceptionHandler，从字面上看，就是 异常处理器 的意思，其实际作用也是：若在某个Controller类定义一个异常处理方法，并在方法上添加该注解，那么当出现指定的异常时，会执行该处理异常的方法，其可以使用springmvc提供的数据绑定，比如注入HttpServletRequest等，还可以接受一个当前抛出的Throwable对象。

但是，这样一来，就必须在每一个Controller类都定义一套这样的异常处理方法，因为异常可以是各种各样。这样一来，就会造成大量的冗余代码，而且若需要新增一种异常的处理逻辑，就必须修改所有Controller类了，很不优雅。

当然你可能会说，那就定义个类似BaseController的基类，这样总行了吧。

这种做法虽然没错，但仍不尽善尽美，因为这样的代码有一定的侵入性和耦合性。简简单单的Controller，我为啥非得继承这样一个类呢，万一已经继承其他基类了呢。大家都知道Java只能继承一个类。

那有没有一种方案，既不需要跟Controller耦合，也可以将定义的 异常处理器 应用到所有控制器呢？所以注解@ControllerAdvice出现了，简单的说，该注解可以把异常处理器应用到所有控制器，而不是单个控制器。借助该注解，我们可以实现：在独立的某个地方，比如单独一个类，定义一套对各种异常的处理机制，然后在类的签名加上注解@ControllerAdvice，统一对 不同阶段的、不同异常 进行处理。这就是统一异常处理的原理。

注意到上面对异常按阶段进行分类，大体可以分成：进入Controller前的异常 和 Service 层异常，具体可以参考下图：

不同阶段的异常

目标

消灭95%以上的 try catch 代码块，以优雅的 Assert(断言) 方式来校验业务的异常情况，只关注业务逻辑，而不用花费大量精力写冗余的 try catch 代码块。

统一异常处理实战

注：因为整个统一异常处理方案涉及的代码比较多，这里不方便贴出所有代码，只会贴出关键部分，所以建议将源码clone到本地方便查看。源码地址：https://github.com/sprainkle/spring-cloud-advance，涉及到的项目包括：spring-cloud-advance-common、unified-exception-handling。

在定义统一异常处理类之前，先来介绍一下如何优雅的判定异常情况并抛异常。

用 Assert(断言) 替换 throw exception

想必 Assert(断言) 大家都很熟悉，比如 Spring 家族的 org.springframework.util.Assert，在我们写测试用例的时候经常会用到，使用断言能让我们编码的时候有一种非一般丝滑的感觉，比如：

@Test
public void test1() {
...
User user = userDao.selectById(userId);
Assert.notNull(user, "用户不存在.");
...
}
@Test
public void test2() {
// 另一种写法
User user = userDao.selectById(userId);
if (user == null) {
throw new IllegalArgumentException("用户不存在.");
}
}

有没有感觉第一种判定非空的写法很优雅，第二种写法则是相对丑陋的 if {...} 代码块。那么

神奇的 Assert.notNull() 背后到底做了什么呢？下面是 Assert 的部分源码：

public abstract class Assert {
public Assert() {
}
public static void notNull(@Nullable Object object, String message) {
if (object == null) {
throw new IllegalArgumentException(message);
}
}
}

可以看到，Assert 其实就是帮我们把 if {...} 封装了一下，是不是很神奇。虽然很简单，但不可否认的是编码体验至少提升了一个档次。那么我们能不能模仿org.springframework.util.Assert，也写一个断言类，不过断言失败后抛出的异常不是IllegalArgumentException 这些内置异常，而是我们自己定义的异常。下面让我们来尝试一下。

Assert

public interface Assert {
/**
* 创建异常
* @param args
* @return
*/
BaseException newException(Object... args);
/**
* 创建异常
* @param t
* @param args
* @return
*/
BaseException newException(Throwable t, Object... args);
/**
*

断言对象obj非空。如果对象obj为空，则抛出异常
*
* @param obj 待判断对象
*/
default void assertNotNull(Object obj) {
if (obj == null) {
throw newException(obj);
}
}
/**
*

断言对象obj非空。如果对象obj为空，则抛出异常
*

异常信息message支持传递参数方式，避免在判断之前进行字符串拼接操作
*
* @param obj 待判断对象
* @param args message占位符对应的参数列表
*/
default void assertNotNull(Object obj, Object... args) {
if (obj == null) {
throw newException(args);
}
}
}

注：

• 这里只给出Assert接口的部分源码，更多断言方法请参考源码。

• BaseException 是所有自定义异常的基类。

• 在接口中定义默认方法是Java8的新语法。

上面的Assert断言方法是使用接口的默认方法定义的，然后有没有发现当断言失败后，抛出的异常不是具体的某个异常，而是交由2个newException接口方法提供。因为业务逻辑中出现的异常基本都是对应特定的场景，比如根据用户id获取用户信息，查询结果为null，此时抛出的异常可能为UserNotFoundException，并且有特定的异常码(比如7001)和异常信息“用户不存在”。所以具体抛出什么异常，有Assert的实现类决定。

看到这里，您可能会有这样的疑问，按照上面的说法，那岂不是有多少异常情况，就得有定义等量的断言类和异常类，这显然是反人类的，这也没想象中高明嘛。别急，且听我细细道来。

善解人意的Enum

自定义异常BaseException有2个属性，即code、message，这样一对属性，有没有想到什么类一般也会定义这2个属性？没错，就是枚举类。且看我如何将 Enum 和 Assert 结合起来，相信我一定会让你眼前一亮。如下：

public interface IResponseEnum {
int getCode();
String getMessage();
}

/**
*

业务异常

*

业务处理时，出现异常，可以抛出该异常

*/
public class BusinessException extends BaseException {
private static final long serialVersionUID = 1L;
public BusinessException(IResponseEnum responseEnum, Object[] args, String message) {
super(responseEnum, args, message);
}
public BusinessException(IResponseEnum responseEnum, Object[] args, String message, Throwable cause) {
super(responseEnum, args, message, cause);
}
}

public interface BusinessExceptionAssert extends IResponseEnum, Assert {
@Override
default BaseException newException(Object... args) {
String msg = MessageFormat.format(this.getMessage(), args);
return new BusinessException(this, args, msg);
}
@Override
default BaseException newException(Throwable t, Object... args) {
String msg = MessageFormat.format(this.getMessage(), args);
return new BusinessException(this, args, msg, t);
}
}

@Getter
@AllArgsConstructor
public enum ResponseEnum implements BusinessExceptionAssert {
/**
* Bad licence type
*/
BAD_LICENCE_TYPE(7001, "Bad licence type."),
/**
* Licence not found
*/
LICENCE_NOT_FOUND(7002, "Licence not found.")
;
/**
* 返回码
*/
private int code;
/**
* 返回消息
*/
private String message;
}

看到这里，有没有眼前一亮的感觉，代码示例中定义了两个枚举实例：BAD_LICENCE_TYPE、LICENCE_NOT_FOUND，分别对应了BadLicenceTypeException、LicenceNotFoundException两种异常。以后每增加一种异常情况，只需增加一个枚举实例即可，再也不用每一种异常都定义一个异常类了。然后再来看下如何使用，假设LicenceService有校验Licence是否存在的方法，如下：

/**
* 校验{@link Licence}存在
* @param licence
*/
private void checkNotNull(Licence licence) {
ResponseEnum.LICENCE_NOT_FOUND.assertNotNull(licence);
}

若不使用断言，代码可能如下：

private void checkNotNull(Licence licence) {
if (licence == null) {
throw new LicenceNotFoundException();
// 或者这样
throw new BusinessException(7001, "Bad licence type.");
}
}

使用枚举类结合(继承)Assert，只需根据特定的异常情况定义不同的枚举实例，如上面的BAD_LICENCE_TYPE、LICENCE_NOT_FOUND，就能够针对不同情况抛出特定的异常(这里指携带特定的异常码和异常消息)，这样既不用定义大量的异常类，同时还具备了断言的良好可读性，当然这种方案的好处远不止这些，请继续阅读后文，慢慢体会。

注：上面举的例子是针对特定的业务，而有部分异常情况是通用的，比如：服务器繁忙、网络异常、服务器异常、参数校验异常、404等，所以有CommonResponseEnum、ArgumentResponseEnum、ServletResponseEnum，其中 ServletResponseEnum 会在后文详细说明。

定义统一异常处理器类

@Slf4j
@Component
@ControllerAdvice
@ConditionalOnWebApplication
@ConditionalOnMissingBean(UnifiedExceptionHandler.class)
public class UnifiedExceptionHandler {
/**
* 生产环境
*/
private final static String ENV_PROD = "prod";
@Autowired
private UnifiedMessageSource unifiedMessageSource;
/**
* 当前环境
*/
@Value("${spring.profiles.active}")
private String profile;
/**
* 获取国际化消息
*
* @param e 异常
* @return
*/
public String getMessage(BaseException e) {
String code = "response." + e.getResponseEnum().toString();
String message = unifiedMessageSource.getMessage(code, e.getArgs());
if (message == null || message.isEmpty()) {
return e.getMessage();
}
return message;
}
/**
* 业务异常
*
* @param e 异常
* @return 异常结果
*/
@ExceptionHandler(value = BusinessException.class)
@ResponseBody
public ErrorResponse handleBusinessException(BaseException e) {
log.error(e.getMessage(), e);
return new ErrorResponse(e.getResponseEnum().getCode(), getMessage(e));
}
/**
* 自定义异常
*
* @param e 异常
* @return 异常结果
*/
@ExceptionHandler(value = BaseException.class)
@ResponseBody
public ErrorResponse handleBaseException(BaseException e) {
log.error(e.getMessage(), e);
return new ErrorResponse(e.getResponseEnum().getCode(), getMessage(e));
}
/**
* Controller上一层相关异常
*
* @param e 异常
* @return 异常结果
*/
@ExceptionHandler({
NoHandlerFoundException.class,
HttpRequestMethodNotSupportedException.class,
HttpMediaTypeNotSupportedException.class,
MissingPathVariableException.class,
MissingServletRequestParameterException.class,
TypeMismatchException.class,
HttpMessageNotReadableException.class,
HttpMessageNotWritableException.class,
// BindException.class,
// MethodArgumentNotValidException.class
HttpMediaTypeNotAcceptableException.class,
ServletRequestBindingException.class,
ConversionNotSupportedException.class,
MissingServletRequestPartException.class,
AsyncRequestTimeoutException.class
})
@ResponseBody
public ErrorResponse handleServletException(Exception e) {
log.error(e.getMessage(), e);
int code = CommonResponseEnum.SERVER_ERROR.getCode();
try {
ServletResponseEnum servletExceptionEnum = ServletResponseEnum.valueOf(e.getClass().getSimpleName());
code = servletExceptionEnum.getCode();
} catch (IllegalArgumentException e1) {
log.error("class [{}] not defined in enum {}