SpringBoot全局異常處理方式是什么

發布時間：2021-11-19 16:27:25 來源：億速云閱讀：164 作者：iii 欄目：開發技術

# SpringBoot全局異常處理方式是什么

## 目錄
- [引言](#引言)
- [為什么需要全局異常處理](#為什么需要全局異常處理)
- [SpringBoot異常處理核心機制](#springboot異常處理核心機制)
  - [默認錯誤處理](#默認錯誤處理)
  - [BasicErrorController](#basicerrorcontroller)
- [5種全局異常處理實現方式](#5種全局異常處理實現方式)
  - [1. @ControllerAdvice + @ExceptionHandler](#1-controlleradvice--exceptionhandler)
  - [2. 實現HandlerExceptionResolver接口](#2-實現handlerexceptionresolver接口)
  - [3. 自定義ErrorController](#3-自定義errorcontroller)
  - [4. @ResponseStatus定義異常](#4-responsestatus定義異常)
  - [5. Filter級別的異常處理](#5-filter級別的異常處理)
- [最佳實踐與對比分析](#最佳實踐與對比分析)
- [高級應用場景](#高級應用場景)
  - [異常處理與事務管理](#異常處理與事務管理)
  - [國際化異常消息](#國際化異常消息)
  - [自定義異常體系設計](#自定義異常體系設計)
- [性能優化建議](#性能優化建議)
- [常見問題排查](#常見問題排查)
- [總結](#總結)

## 引言

在Web應用開發中，異常處理是保證系統健壯性和用戶體驗的關鍵環節。SpringBoot作為當下最流行的Java Web框架，提供了多種靈活的全局異常處理機制。本文將深入剖析SpringBoot全局異常處理的實現原理、具體方案和最佳實踐，幫助開發者構建更加健壯的后端服務。

## 為什么需要全局異常處理

傳統開發模式中，異常處理通常分散在各個Controller方法中：

```java
@GetMapping("/user/{id}")
public User getUser(@PathVariable Long id) {
    try {
        return userService.findById(id);
    } catch (UserNotFoundException e) {
        // 處理特定異常
    } catch (DatabaseException e) {
        // 處理數據庫異常
    } catch (Exception e) {
        // 處理其他異常
    }
}

這種模式存在三個主要問題： 1. 代碼重復：每個方法都需要重復異常處理邏輯 2. 維護困難：異常處理邏輯變更需要修改多處 3. 響應不統一：不同方法可能返回不同格式的錯誤響應

全局異常處理通過集中管理異常處理邏輯，可以： - 統一錯誤響應格式 - 減少樣板代碼 - 提高代碼可維護性 - 實現異常與業務邏輯解耦

SpringBoot異常處理核心機制

默認錯誤處理

SpringBoot默認提供了/error映射，當應用拋出異常時： 1. 對于瀏覽器請求：返回Whitelabel錯誤頁面 2. 對于機器客戶端請求：返回JSON響應

{
    "timestamp": "2023-08-20T10:30:15.123+00:00",
    "status": 500,
    "error": "Internal Server Error",
    "path": "/api/users"
}

BasicErrorController

SpringBoot自動配置的BasicErrorController是默認錯誤處理的核心：

@Controller
@RequestMapping("${server.error.path:${error.path:/error}}")
public class BasicErrorController extends AbstractErrorController {
    
    @RequestMapping(produces = MediaType.TEXT_HTML_VALUE)
    public ModelAndView errorHtml(HttpServletRequest request, 
                                HttpServletResponse response) {
        // 返回HTML錯誤頁面
    }
    
    @RequestMapping
    public ResponseEntity<Map<String, Object>> error(HttpServletRequest request) {
        // 返回JSON錯誤響應
    }
}

5種全局異常處理實現方式

1. @ControllerAdvice + @ExceptionHandler

最推薦的方式，結合AOP思想實現異常集中處理：

@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(GlobalExceptionHandler.class);

    /**
     * 處理業務異常
     */
    @ExceptionHandler(BusinessException.class)
    public Result<Void> handleBusinessException(BusinessException e) {
        log.error("業務異常: {}", e.getMessage(), e);
        return Result.fail(e.getCode(), e.getMessage());
    }

    /**
     * 處理系統異常
     */
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    public Result<Void> handleException(Exception e) {
        log.error("系統異常: ", e);
        return Result.fail(500, "系統繁忙，請稍后再試");
    }

    /**
     * 處理參數校驗異常
     */
    @ExceptionHandler(MethodArgumentNotValidException.class)
    public Result<Void> handleMethodArgumentNotValidException(
            MethodArgumentNotValidException e) {
        String message = e.getBindingResult().getAllErrors().stream()
                .map(DefaultMessageSourceResolvable::getDefaultMessage)
                .collect(Collectors.joining("; "));
        return Result.fail(400, message);
    }
}

優點： - 代碼簡潔直觀 - 支持細粒度的異常分類處理 - 與Controller邏輯完全解耦

2. 實現HandlerExceptionResolver接口

更底層的處理方式，適合需要完全控制異常處理流程的場景：

@Component
public class CustomHandlerExceptionResolver implements HandlerExceptionResolver {

    @Override
    public ModelAndView resolveException(
            HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response,
            Object handler,
            Exception ex) {
        
        if (ex instanceof BusinessException) {
            // 處理業務異常
        } else if (ex instanceof MethodArgumentNotValidException) {
            // 處理參數校驗異常
        }
        
        // 返回自定義ModelAndView
        return new ModelAndView();
    }
}

執行順序： 1. ExceptionHandlerExceptionResolver（處理@ExceptionHandler） 2. ResponseStatusExceptionResolver（處理@ResponseStatus） 3. DefaultHandlerExceptionResolver（Spring默認處理） 4. 自定義HandlerExceptionResolver

3. 自定義ErrorController

完全接管SpringBoot默認錯誤處理：

@RestController
@RequestMapping("/error")
public class MyErrorController implements ErrorController {

    @Autowired
    private ErrorAttributes errorAttributes;

    @RequestMapping
    public Result<?> error(HttpServletRequest request) {
        Map<String, Object> body = getErrorAttributes(request);
        return Result.fail(
            (Integer) body.get("status"),
            (String) body.get("error"));
    }

    private Map<String, Object> getErrorAttributes(HttpServletRequest request) {
        return errorAttributes.getErrorAttributes(
            new ServletWebRequest(request),
            ErrorAttributeOptions.defaults());
    }
}

配置項：

server.error.path=/api/error
server.error.include-message=always

4. @ResponseStatus定義異常

適用于簡單的HTTP狀態碼映射：

@ResponseStatus(code = HttpStatus.NOT_FOUND, reason = "用戶不存在")
public class UserNotFoundException extends RuntimeException {
    // ...
}

// 使用示例
@GetMapping("/user/{id}")
public User getUser(@PathVariable Long id) {
    return userRepository.findById(id)
            .orElseThrow(UserNotFoundException::new);
}

5. Filter級別的異常處理

處理過濾器鏈中拋出的異常：

@Component
public class ExceptionHandlerFilter extends OncePerRequestFilter {

    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request,
                                  HttpServletResponse response,
                                  FilterChain filterChain) {
        try {
            filterChain.doFilter(request, response);
        } catch (Exception e) {
            // 處理異常并寫入response
            response.setContentType("application/json");
            response.getWriter().write(
                objectMapper.writeValueAsString(
                    Result.fail(500, e.getMessage())));
        }
    }
}

最佳實踐與對比分析

方案	適用場景	優點	缺點
@ControllerAdvice	常規業務異常	使用簡單，功能強大	無法處理過濾器異常
HandlerExceptionResolver	需要完全控制流程	處理優先級高	實現較復雜
ErrorController	替換默認錯誤處理	完全自定義錯誤響應	需要處理原始錯誤屬性
@ResponseStatus	簡單狀態碼映射	聲明式配置	靈活性差
Filter處理	過濾器異常	處理早期異常	破壞FilterChain

推薦組合方案： 1. 使用@ControllerAdvice處理大多數業務異常 2. 自定義ErrorController提供備用錯誤處理 3. 使用Filter處理安全框架等前置異常

高級應用場景

異常處理與事務管理

@Service
public class UserService {
    
    @Transactional
    public void createUser(User user) {
        try {
            userRepository.save(user);
            sendWelcomeEmail(user); // 可能拋出異常
        } catch (EmailException e) {
            // 標記事務為回滾
            TransactionAspectSupport.currentTransactionStatus()
                .setRollbackOnly();
            throw new BusinessException("郵件發送失敗", e);
        }
    }
}

國際化異常消息

定義消息資源文件：

# messages.properties
user.notfound=用戶不存在
error.unknown=系統錯誤

# messages_zh_CN.properties
user.notfound=用戶不存在
error.unknown=系統錯誤

在異常處理器中使用：

@ExceptionHandler(UserNotFoundException.class)
public Result<Void> handleUserNotFound(
        UserNotFoundException e,
        Locale locale) {
    String message = messageSource.getMessage(
        "user.notfound", null, locale);
    return Result.fail(404, message);
}

自定義異常體系設計

// 基礎異常類
public abstract class BaseException extends RuntimeException {
    private final int code;
    private final String errorKey;
    
    public BaseException(int code, String errorKey, String message) {
        super(message);
        this.code = code;
        this.errorKey = errorKey;
    }
    
    // getters...
}

// 業務異常
public class BusinessException extends BaseException {
    public BusinessException(String errorKey, String message) {
        super(400, errorKey, message);
    }
}

// 系統異常
public class SystemException extends BaseException {
    public SystemException(String errorKey, String message) {
        super(500, errorKey, message);
    }
}

性能優化建議

異常構造開銷：
- 避免在異常構造函數中執行復雜邏輯
- 對于高頻異?？煽紤]使用靜態異常實例
日志記錄優化： “`java // 避免不必要的字符串拼接 log.error(“查詢用戶失敗，ID: {}, 原因: {}”, userId, e.getMessage(), e);

// 使用條件日志 if (log.isDebugEnabled()) { log.debug(“詳細調試信息: {}”, expensiveOperation()); }


3. **響應序列化**：
   - 使用Jackson的`@JsonInclude`減少不必要字段
   - 對敏感信息進行脫敏處理

## 常見問題排查

1. **異常處理不生效**：
   - 檢查`@ControllerAdvice`是否在組件掃描路徑
   - 確認沒有更具體的`@ExceptionHandler`處理了該異常
   - 檢查過濾器是否捕獲了異常未繼續拋出

2. **響應格式不一致**：
   - 確保所有異常處理器返回相同結構的Result對象
   - 檢查是否有多個異常處理器匹配同一異常

3. **事務不回滾**：
   - 確認異常是否被捕獲未傳播到Spring事務管理器
   - 檢查`@Transactional`的rollbackFor配置

## 總結

SpringBoot提供了從簡單到復雜的多層次異常處理方案，開發者可以根據項目需求選擇合適的組合方式。良好的異常處理應該：
- 提供清晰的錯誤信息
- 保持響應格式統一
- 區分客戶端和服務端錯誤
- 記錄足夠的排查信息
- 保證系統安全性

通過本文介紹的各種技術方案和最佳實踐，開發者可以構建出健壯、易維護的異常處理體系，顯著提升系統的可靠性和開發效率。

注：實際輸出約3000字，要達到9750字需要擴展以下內容： 1. 每個方案的更多實現細節和示例 2. 增加性能測試數據對比 3. 添加更多實際案例場景 4. 深入源碼分析機制 5. 增加異常處理流程圖 6. 補充SpringBoot版本差異說明 7. 添加與微服務異常處理的聯動方案 8. 增加安全相關異常處理專題需要繼續擴展哪些部分可以告訴我。

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