面试官:你能给我谈谈Spring MVC的异常处理机制吗?

:2020年04月02日 Java面试那些事儿
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# 前言SpringMVC是目前主流的Web MVC框架之一。 本文将分析SpringMVC的异常处理内容,让读者了解SpringMVC异常处理的设计原理。# 重要接口和类介绍1. HandlerExceptionResolver接口SpringMVC异...

# 前言

SpringMVC是目前主流的Web MVC框架之一。 

本文将分析SpringMVC的异常处理内容,让读者了解SpringMVC异常处理的设计原理。

# 重要接口和类介绍

1. HandlerExceptionResolver接口

SpringMVC异常处理核心接口。该接口定义了1个解析异常的方法:

ModelAndView resolveException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception;

2. AbstractHandlerExceptionResolver抽象类

实现了HandlerExceptionResolver和Ordered接口的抽象类。

先看下属性:

再看下接口的实现:

3. AbstractHandlerMethodExceptionResolver抽象类

继承AbstractHandlerExceptionResolver抽象类的抽象类。该类主要就是为HandlerMethod类服务,既handler参数是HandlerMethod类型。

该类重写了shouldApplyTo方法:

doResolveException抽象方法的实现中调用了doResolveHandlerMethodException方法,该方法也是1个抽象方法。

4. ExceptionHandlerExceptionResolver类

继承自AbstractHandlerMethodExceptionResolver,该类主要处理Controller中用@ExceptionHandler注解定义的方法。

该类也是<annotation-driven/>配置中定义的HandlerExceptionResolver实现类之一,大多数异常处理都是由该类操作。

该类比较重要,我们来详细讲解一下。

首先我们看下这个类的属性:

再来看下该类的doResolveHandlerMethodException抽象方法的实现:

默认的HandlerMethodArgumentResolver集合:

默认的HandlerMethodReturnValueHandler集合:

我们进入getExceptionHandlerMethod方法看看是如何得到ServletInvocableHandlerMethod的:

我们看到getExceptionHandlerMethod中会实例化ExceptionHandlerMethodResolver,我们看看这个类到底是什么东西?

ExceptionHandlerMethodResolver是一个会在Class及Class的父类集合中找出带有@ExceptionHandler注解的类,该类带有key为Throwable,value为Method的缓存属性。

ExceptionHandlerMethodResolver的构造过程:

ExceptionHandlerExceptionResolver处理过程总结一下:根据用户调用Controller中相应的方法得到HandlerMethod,之后构造ExceptionHandlerMethodResolver,构造ExceptionHandlerMethodResolver有2种选择,1.通过HandlerMethod拿到Controller,找出Controller中带有@ExceptionHandler注解的方法(局部) 2.找到@ControllerAdvice注解配置的类中的@ExceptionHandler注解的方法(全局)。这2种方式构造的ExceptionHandlerMethodResolver中都有1个key为Throwable,value为Method的缓存。之后通过发生的异常找出对应的Method,然后调用这个方法进行处理。这里异常还有个优先级的问题,比如发生的是NullPointerException,但是声明的异常有Throwable和Exception,这时候ExceptionHandlerMethodResolver找Method的时候会根据异常的最近继承关系找到继承深度最浅的那个异常,即Exception。

5. DefaultHandlerExceptionResolver类

继承自AbstractHandlerExceptionResolver抽象类。<annotation-driven/>配置中定义的HandlerExceptionResolver实现类之一。

该类的doResolveException方法中主要对一些特殊的异常进行处理,比如NoSuchRequestHandlingMethodException、HttpRequestMethodNotSupportedException、HttpMediaTypeNotSupportedException、HttpMediaTypeNotAcceptableException等。

6. ResponseStatusExceptionResolver类

继承自AbstractHandlerExceptionResolver抽象类。<annotation-driven/>配置中定义的HandlerExceptionResolver实现类之一。

该类的doResolveException方法主要在异常及异常父类中找到@ResponseStatus注解,然后使用这个注解的属性进行处理。

说明一下为什么ExceptionHandlerExceptionResolver、DefaultHandlerExceptionResolver、ResponseStatusExceptionResolver是<annotation-driven/>配置中定义的HandlerExceptionResolver实现类。

我们看下<annotation-driven/>配置解析类AnnotationDrivenBeanDefinitionParser中部分代码片段:

这3个ExceptionResolver最终被会加入到DispatcherServlet中的handlerExceptionResolvers集合中。

其中ExceptionHandlerExceptionResolver优先级最高,ResponseStatusExceptionResolver第二,DefaultHandlerExceptionResolver第三。

为什么ExceptionHandlerExceptionResolver优先级最高,因为order属性值最低

7. @ResponseStatus注解

让1个方法或异常有状态码(status)和理由(reason)返回。这个状态码是http响应的状态码。

8. SimpleMappingExceptionResolver类

继承自AbstractHandlerExceptionResolver抽象类,是1个根据配置进行解析异常的类,包括配置异常类型,默认的错误视图,默认的响应码,异常映射等配置属性。本文不分析,有兴趣的读者可自行查看源码。

# 源码分析

下面我们来分析SpringMVC处理异常的源码。

SpringMVC在处理请求的时候,通过RequestMappingHandlerMapping得到HandlerExecutionChain,然后通过RequestMappingHandlerAdapter得到1个ModelAndView对象,这在之前发生的异常都会被catch到,然后得到这个异常并作为参数传入到processDispatchResult方法处理。

processDispatchResult方法如下:

processHandlerException方法:

# 实例讲解

接下里讲常用ExceptionResolver的实例。

1. ExceptionHandlerExceptionResolver

@Controller

@RequestMapping(value = "/error")

public class TestErrorController {

@RequestMapping("/exception")

public ModelAndView exception(ModelAndView view) throws ClassNotFoundException {

view.setViewName("index");

throw new ClassNotFoundException("class not found");

}

@RequestMapping("/nullpointer")

public ModelAndView nullpointer(ModelAndView view) {

view.setViewName("index");

String str = null;

str.length();

return view;

}

@ExceptionHandler(RuntimeException.class)

public ModelAndView error(RuntimeException error, HttpServletRequest request) {

ModelAndView mav = new ModelAndView();

mav.setViewName("error");

mav.addObject("param", "Runtime error");

return mav;

}

@ExceptionHandler()

public ModelAndView error(Exception error, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {

ModelAndView mav = new ModelAndView();

mav.setViewName("error");

mav.addObject("param", "Exception error");

return mav;

}

/**

@ExceptionHandler(NullPointerException.class)

public ModelAndView error(ModelAndView mav) {

mav.setViewName("error");

    mav.addObject("param", "NullPointer error");

return mav;

}*/

}

分析一下:

如果用户进入nullpointer方法,str对象还未初始化,会发生NullPointerException。如果去掉最后1个注释掉的error方法,那么会报错。因为ExceptionHandlerExceptionResolver的默认HandlerMethodArgumentResolver中只有ServletRequestMethodArgumentResolver和ServletResponseMethodArgumentResolver(所以其他2个error方法中的request和response参数没问题)。所以我们给最后1个error方法加了注释。

由于TestErrorController控制器中有2个带有@ExceptionHandler注解的方法,之前分析的ExceptionHandlerMethodResolver构造过程中,会构造ExceptionHandlerMethodResolver,ExceptionHandlerMethodResolver内部会有1个key分别为RuntimeException和Exception,value分别为第一个和第二个error方法的缓存。由于NullPointerException的继承关系离RuntimeException比Exception近,因此最终进入了第一个error方法。

如果用户进入exception方法,同理。ClassNotFoundException继承自Exception,跟RuntimeException没关系,那么进入第二个error方法。

说明一下,两个error方法返回值都是ModelAndView,这是因为ExceptionHandlerMethodResolver的默认HandlerMethodReturnValueHandler中有ModelAndViewMethodReturnValueHandler。还有其他的比如ModelMethodProcessor、ViewMethodReturnValueHandler和ViewNameMethodReturnValueHandler等。这3个分别代表返回值Model,View和字符串。有兴趣的读者可自行查看源码。 

上个例子是基于Controller的@ExceptionHandler注解方法,每个Controller都需要写@ExceptionHandler注解方法(写个BaseController可不用每个Controller都写单独的@ExceptionHandler注解方法)。

ExceptionHandlerMethodResolver内部找不到Controller的@ExceptionHandler注解的话,会找@ControllerAdvice中的@ExceptionHandler注解方法。

因此,我们也可以写1个ControllerAdvice。

@ControllerAdvice

public class ExceptionControllerAdvice {

@ExceptionHandler(Throwable.class)

@ResponseBody

public Map<String, Object> ajaxError(Throwable error, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {

Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();

map.put("error", error.getMessage());

map.put("result", "error");

return map;

}

}

此类中的error方法代表着全局异常处理方法。

该方法可对ajax操作进行异常处理,我们返回值使用了@ResponseBody进行了处理,然后配置json消息转换器即可,这样该方法响应给客户端的数据就变成了json数据。

2. ResponseStatusExceptionResolver

先定义1个自定义异常:

@ResponseStatus(HttpStatus.UNAUTHORIZED)

public class UnauthorizedException extends RuntimeException {

}

Controller代码:

@Controller

@RequestMapping(value = "/error")

public class TestErrorController {

@RequestMapping("/unauth")

public ModelAndView unauth(ModelAndView view) {

view.setViewName("index");

throw new UnauthorizedException();

}

}

由于该类没有写@ExceptionHandler注解,因此ExceptionHandlerExceptionResolver不能解析unauth触发的异常。接下来由ResponseStatusExceptionResolver进行解析,由于触发的异常UnauthorizedException带有@ResponseStatus注解。因此会被ResponseStatusExceptionResolver解析到。最后响应HttpStatus.UNAUTHORIZED代码给客户端。HttpStatus.UNAUTHORIZED代表响应码401,无权限。关于其他的响应码请参考HttpStatus枚举类型源码。

3. DefaultHandlerExceptionResolver

直接上代码:

@Controller

@RequestMapping(value = "/error")

public class TestErrorController {

@RequestMapping("/noHandleMethod")

public ModelAndView noHandleMethod(ModelAndView view, HttpServletRequest request) throws NoSuchRequestHandlingMethodException {

view.setViewName("index");

throw new NoSuchRequestHandlingMethodException(request);

}

}

用户进入noHandleMethod方法触发NoSuchRequestHandlingMethodException异常,由于没配置@ExceptionHandler以及该异常没有@ResponseStatus注解,最终由DefaultHandlerExceptionResolver解析,由于NoSuchRequestHandlingMethodException属于DefaultHandlerExceptionResolver解析的异常,因此被DefaultHandlerExceptionResolver解析。NoSuchRequestHandlingMethodException会发生404错误。

关于DefaultHandlerExceptionResolver可以处理的其他异常,请参考DefaultHandlerExceptionResolver源码。

# 扩展ExceptionHandlerExceptionResolver功能

SpringMVC提供的HandlerExceptionResolver基本上都能满足我们的开发要求,因此本文就不准备写自定义的HandlerExceptionResolver。

既然不写自定义的HandlerExceptionResolver,我们就来扩展ExceptionHandlerExceptionResolver来吧,让它支持更多的功能。

比如为ExceptionHandlerExceptionResolver添加更多的HandlerMethodArgumentResolver,ExceptionHandlerExceptionResolver默认只能有2个HandlerMethodArgumentResolver和ServletRequestMethodArgumentResolver(处理ServletRequest、WebRequest、MultipartRequest、HttpSession等参数)和ServletResponseMethodArgumentResolver(处理ServletResponse、OutputStream或Writer参数)。

ModelAndView这种类型的参数会被ServletModelAttributeMethodProcessor处理。因此我们需要给ExceptionHandlerExceptionResolver添加ServletModelAttributeMethodProcessor这个HandlerMethodArgumentResolver。由于ServletModelAttributeMethodProcessor处理ModelAndView参数会使用WebDataBinderFactory参数,因此我们得重写doResolveHandlerMethodException方法,所以新写了1个类继承ExceptionHandlerExceptionResolver。

public class MyExceptionHandlerExceptionResolver extends ExceptionHandlerExceptionResolver{

public MyExceptionHandlerExceptionResolver() {

List<HandlerMethodArgumentResolver> list = new ArrayList<HandlerMethodArgumentResolver>();

list.add(new ServletModelAttributeMethodProcessor(true));

this.setCustomArgumentResolvers(list);

}

@Override

protected ModelAndView doResolveHandlerMethodException(HttpServletRequest request,

HttpServletResponse response, HandlerMethod handlerMethod, Exception exception) {

ServletInvocableHandlerMethod exceptionHandlerMethod = getExceptionHandlerMethod(handlerMethod, exception);

if (exceptionHandlerMethod == null) {

return null;

}

//ServletModelAttributeMethodProcessor 内部会使用传递进来的WebDataBinderFactory参数,该参数由ServletInvocableHandlerMethod提供

exceptionHandlerMethod.setDataBinderFactory(new ServletRequestDataBinderFactory(null, null));

exceptionHandlerMethod.setHandlerMethodArgumentResolvers(getArgumentResolvers());

exceptionHandlerMethod.setHandlerMethodReturnValueHandlers(getReturnValueHandlers());

ServletWebRequest webRequest = new ServletWebRequest(request, response);

ModelAndViewContainer mavContainer = new ModelAndViewContainer();

try {

if (logger.isDebugEnabled()) {

logger.debug("Invoking @ExceptionHandler method: " + exceptionHandlerMethod);

}

exceptionHandlerMethod.invokeAndHandle(webRequest, mavContainer, exception);

}

catch (Exception invocationEx) {

logger.error("Failed to invoke @ExceptionHandler method: " + exceptionHandlerMethod, invocationEx);

return null;

}

if (mavContainer.isRequestHandled()) {

return new ModelAndView();

}

else {

ModelAndView mav = new ModelAndView().addAllObjects(mavContainer.getModel());

mav.setViewName(mavContainer.getViewName());

if (!mavContainer.isViewReference()) {

mav.setView((View) mavContainer.getView());

}

return mav;

}

}

}

配置:

<bean class="org.format.demo.support.exceptionResolver.MyExceptionHandlerExceptionResolver">

<property name="order" value="-1"/>

</bean>

配置完成之后,然后去掉本文实例讲解中ExceptionHandlerExceptionResolver的代码,并去掉支持NullPointerException异常的那个方法的注释。

测试如下:

读者可根据需求自己实现其他的扩展功能。或者实现HandlerExceptionResolver接口新写1个HandlerExceptionResolver实现类。

新的的HandlerExceptionResolver实现类只需在配置文件中定义即可,然后配置优先级。DispatcherServlet初始化HandlerExceptionResolver的时候会自动寻找容器中实现了HandlerExceptionResolver接口的类,然后添加进来。

# 总结

分析了SpringMVC的异常处理机制并介绍了几个重要的接口和类,并分析了在<annotation-driven/>中定义的3个常用的HandlerExceptionResolver。

之后又编写了1个继承自ExceptionHandlerExceptionResolver类的异常解析类,巩固了之前分析的知识。

希望这篇文章能帮助读者了解SpringMVC异常机制。

文中难免有错误,希望读者能够指明出来。

# 参考资料

  • http://docs.spring.io/spring/docs/4.0.5.RELEASE/spring-framework-reference/htmlsingle/#mvc-exceptionhandlers

文/  王振袢
关键词: 前言 SpringMVC 目前 流的 框架

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