代码中统一异常如何处理，才能让代码更清晰

背景

软件开发过程中，不可避免的是需要处理各种异常，甚至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？。

上面的示例，还只是比较简单的方法，复杂一些的可能会有更多的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？

基础知识点认识：

下面我们先认识两个注解@RestControllerAdvice和@ExceptionHandler

@RestControllerAdvice注解定义全局异常处理类，此注解通过对异常的拦截实现的统一异常返回处理。

@ExceptionHandler 一个异常拦截器（处理器），指定某个或某些异常后，会捕获到相应的异常。

使用 @ControllerAdvice + @ExceptionHandler 进行全局的 Controller 层异常处理，只要设计得当，就再也不用在 Controller 层进行 try-catch 了！而且@Validated 校验器注解的异常，也可以一起处理，减少模板代码，减少编码量，提升扩展性和可维护性。

异常按阶段分类

异常按阶段分可分为Controller前的异常和service层异常，具体可参考下图

断言：

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：

有没有感觉第二种判定非空的写法很优雅，第一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：

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，详见Assert接口类。

package com.XX.edu.common.exception.assertion;

import com.XX.edu.common.exception.BaseException;

import java.util.List;

public interface Assert {
    /**
     * 创建异常
     */
    BaseException newException(Object... args);
    /**
     * 创建异常
     */
    BaseException newException(Throwable t, Object... args);
    /**
     * <p>断言对象<code>obj</code>非空。如果对象<code>obj</code>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);
        }
    }

    /**
     * <p>断言对象<code>obj</code>非空。如果对象<code>obj</code>为空，则抛出异常
     * <p>异常信息<code>message</code>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);
        }
    }

    /**
     * 如果为false抛出异常
     **/
    default void assertIsTrue(boolean res, Object... args) {
        if (!res) {
            throw newException(args);
        }
    }

    /**
     * 如果为true抛出异常
     **/
    default void assertIsFalse(boolean res, Object... args) {
        if (res) {
            throw newException(args);
        }
    }

    /**
     * 如果不为空抛出异常
     **/
    default void assertIsEmpty(Object obj, Object... args) {

        if (obj instanceof List) {
            if (obj != null && ((List) obj).size() > 0) {
                throw newException(args);
            }
        } else {
            if (obj != null) {
                throw newException(args);
            }
        }
    }

    /**
     * 如果为空抛出异常
     **/
    default void assertIsNotEmpty(Object obj, Object... args) {
        if (obj instanceof List) {
            if (obj == null || ((List) obj).size() == 0) {
                throw newException(args);
            }
        } else {
            if (obj == null) {
                throw newException(args);
            }
        }
    }
}

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，这显然是不可行的。下面我们来将 Enum 和 Assert 结合起来。看能否解决这个问题。

先来看一张UML类图：

package com.XX.edu.common.exception.enums;

public interface IResponseEnum {
    /**
     * 获取返回码
     * @return 返回码
     */
    int getCode();

    /**
     * 获取返回信息
     * @return 返回信息
     */
    String getMessage();
}

package com.XX.edu.common.exception.assertion;

import cn.hutool.core.util.ArrayUtil;
import com.XX.edu.common.exception.ArgumentException;
import com.XX.edu.common.exception.BaseException;
import com.XX.edu.common.exception.enums.IResponseEnum;

import java.text.MessageFormat;


public interface CommonExceptionAssert extends IResponseEnum, Assert {

    @Override
    default BaseException newException(Object... args) {
        String msg = this.getMessage();
        if (ArrayUtil.isNotEmpty(args)) {
            msg = MessageFormat.format(this.getMessage(), args);
        }

        return new ArgumentException(this, args, msg);
    }

    @Override
    default BaseException newException(Throwable t, Object... args) {
        String msg = this.getMessage();
        if (ArrayUtil.isNotEmpty(args)) {
            msg = MessageFormat.format(this.getMessage(), args);
        }

        return new ArgumentException(this, args, msg, t);
    }

}

package com.XX.edu.common.exception.assertion;

import com.XX.edu.common.exception.BaseException;
import com.XX.edu.common.exception.BusinessException;
import com.XX.edu.common.exception.enums.IResponseEnum;

import java.text.MessageFormat;
//接口可以继承多个接口
public interface BusinessExceptionAssert extends IResponseEnum, Assert {
//jdk8以后接口里面可以包含方法体,但必须使用default或static修饰，
// 而且我们知道实现类如果继承了接口，实现类必须强制重现接口的方法，但是这两种方式是不需要强制重写的，相当于没有abstract修饰
    @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);
    }

}

package com.XX.edu.common.exception.enums;

import com.XX.edu.common.exception.assertion.BusinessExceptionAssert;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;

/**
 * <p>业务</p>
 */
@Getter
@AllArgsConstructor
public enum BusinessResponseEnum implements BusinessExceptionAssert {

    UNCLASSIFIED(5001, "根据课程id={0}，班级id={1}未查询到班级信息"),
    UNEXERCISEiNFO(5002, "根据习题id={0}未查询到习题详情"),
    UNEXERCISE(5003, "习题id={0}不存在"),
    DUMPLICATEEXERCISE(5004, "习题ID={0}已在删除状态，不可重复删除"),
    CANNOTDELETEEXERCISE(5005, "习题ID={0}正在使用中，不可删除"),
    NOMIGRATIONEXERCISE(5006, "没有需要迁移的历史数据"),
    ;
    /**
     * 返回码
     */
    private int code;
    /**
     * 返回消息
     */
    private String message;


}

package com.XX.edu.common.exception.enums;

import com.XX.edu.common.exception.assertion.CommonExceptionAssert;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;

/**
 * <p>通用返回结果</p>
 *
 */
@Getter
@AllArgsConstructor
public enum CommonResponseEnum implements CommonExceptionAssert {
    /**
     * 成功
     */
    SUCCESS(0, "SUCCESS"),
    /**
     * 服务器繁忙，请稍后重试
     */
    SERVER_BUSY(9998, "服务器繁忙"),
    /**
     * 服务器异常，无法识别的异常，尽可能对通过判断减少未定义异常抛出
     */
    SERVER_ERROR(9999, "网络异常");

    /**
     * 返回码
     */
    private int code;
    /**
     * 返回消息
     */
    private String message;


}

package com.XX.edu.common.exception.enums;

import com.XX.edu.common.exception.assertion.CommonExceptionAssert;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;

/**
 * <p>参数校验异常返回结果</p>
 *
 * @author sprainkle
 * @date 2019/5/2
 */
@Getter
@AllArgsConstructor
public enum ArgumentResponseEnum implements CommonExceptionAssert {
    /**
     * 绑定参数校验异常
     */
    VALID_ERROR(6000, "参数校验异常");

    /**
     * 返回码
     */
    private int code;
    /**
     * 返回消息
     */
    private String message;

}

package com.XX.edu.common.exception.enums;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;

import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
 * <p>异常类与http status对照关系</p>
 *
 * @author
 * @date 2022/11/1
 * @see org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ResponseEntityExceptionHandler
 */
@Getter
@AllArgsConstructor
public enum ServletResponseEnum {
    MethodArgumentNotValidException(4400, "", HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST),
    MethodArgumentTypeMismatchException(4400, "", HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST),
    MissingServletRequestPartException(4400, "", HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST),
    MissingPathVariableException(4400, "", HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST),
    BindException(4400, "", HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST),
    MissingServletRequestParameterException(4400, "", HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST),
    TypeMismatchException(4400, "", HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST),
    ServletRequestBindingException(4400, "", HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST),
    HttpMessageNotReadableException(4400, "", HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST),
    NoHandlerFoundException(4404, "", HttpServletResponse.SC_NOT_FOUND),
    NoSuchRequestHandlingMethodException(4404, "", HttpServletResponse.SC_NOT_FOUND),
    HttpRequestMethodNotSupportedException(4405, "", HttpServletResponse.SC_METHOD_NOT_ALLOWED),
    HttpMediaTypeNotAcceptableException(4406, "", HttpServletResponse.SC_NOT_ACCEPTABLE),
    HttpMediaTypeNotSupportedException(4415, "", HttpServletResponse.SC_UNSUPPORTED_MEDIA_TYPE),
    ConversionNotSupportedException(4500, "", HttpServletResponse.SC_INTERNAL_SERVER_ERROR),
    HttpMessageNotWritableException(4500, "", HttpServletResponse.SC_INTERNAL_SERVER_ERROR),
    AsyncRequestTimeoutException(4503, "", HttpServletResponse.SC_SERVICE_UNAVAILABLE)
    ;

    /**
     * 返回码，目前与{@link #statusCode}相同
     */
    private int code;
    /**
     * 返回信息，直接读取异常的message
     */
    private String message;
    /**
     * HTTP状态码
     */
    private int statusCode;
}

package com.XX.edu.common.exception;

import com.XX.edu.common.exception.enums.IResponseEnum;
import lombok.Getter;

/**
 * @Description: 异常基类
 * @Title: BaseException
 * @Package com.XX.edu.common.exception
 * @Author:
 * @Copyright 
 * @CreateTime: 2022/11/1 13:43
 */

@Getter
public class BaseException extends RuntimeException {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    /**
     * 返回码
     */
    protected IResponseEnum responseEnum;
    /**
     * 异常消息参数
     */
    protected Object[] args;

    public BaseException(IResponseEnum responseEnum) {
        super(responseEnum.getMessage());
        this.responseEnum = responseEnum;
    }

    public BaseException(int code, String msg) {
        super(msg);
        this.responseEnum = new IResponseEnum() {
            @Override
            public int getCode() {
                return code;
            }

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

    public BaseException(IResponseEnum responseEnum, Object[] args, String message) {
        super(message);
        this.responseEnum = responseEnum;
        this.args = args;
    }

    public BaseException(IResponseEnum responseEnum, Object[] args, String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
        this.responseEnum = responseEnum;
        this.args = args;
    }
}

package com.XX.edu.common.exception;


import com.XX.edu.common.exception.enums.IResponseEnum;

/**
 * <p>参数异常</p>
 * <p>在处理业务过程中校验参数出现错误, 可以抛出该异常</p>
 * <p>编写公共代码（如工具类）时，对传入参数检查不通过时，可以抛出该异常</p>
 *
 */
public class ArgumentException extends  BaseException {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    public ArgumentException(IResponseEnum responseEnum, Object[] args, String message) {
        super(responseEnum, args, message);
    }

    public ArgumentException(IResponseEnum responseEnum, Object[] args, String message, Throwable cause) {
        super(responseEnum, args, message, cause);
    }
}

package com.XX.edu.common.exception;

import com.XX.edu.common.exception.enums.IResponseEnum;

/**
 * @Description: 业务异常，业务处理时，出现异常，可以抛出该异常
 * @Title: BusinessException
 * @Package com.XX.edu.common.exception
 * @Author:
 * @Copyright 
 * @CreateTime: 2022/11/1 13:32
 */
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);
    }

}

package com.XX.edu.common.exception.i18n;

import org.springframework.context.MessageSource;
import org.springframework.context.i18n.LocaleContextHolder;
import org.springframework.stereotype.Service;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.Locale;

@Service
public class UnifiedMessageSource {

    @Resource
    private MessageSource messageSource;

    /**
     * 获取国际化消息
     * @param code 消息code
     * @return
     */
    public String getMessage(String code) {

        return getMessage(code, null);
    }

    /**
     * 获取国际化消息
     * @param code 消息code
     * @param args 参数
     * @return
     */
    public String getMessage(String code, Object[] args) {

        return getMessage(code, args, "");
    }

    /**
     * 获取国际化消息
     * @param code 消息code
     * @param args 参数
     * @param defaultMessage 默认消息
     * @return
     */
    public String getMessage(String code, Object[] args, String defaultMessage) {
        Locale locale = LocaleContextHolder.getLocale();

        return messageSource.getMessage(code, args, defaultMessage, locale);
    }
}

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，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。

使用：

全局异常处理

实际上异常只有两大类，一类是ServletException、ServiceException，还记得上文提到的按阶段分类吗，即对应进入Controller前的异常和 Service 层异常；然后 ServiceException 再分成自定义异常、未知异常。对应关系如下：进入Controller前的异常: handleServletException、handleBindException、handleValidException 自定义异常: handleBusinessException、handleBaseException 未知异常: handleException

下面我们来看一下全局异常如何处理

package com.XX.edu.common.exception.handler;

/**
 * @Description: 定义统一异常处理器类
 * @Title: UnifiedExceptionHandler
 * @Package com.XX.edu.common.exception
 * @Author:
 * @Copyright
 * @CreateTime: 2022/11/1 14:02
 */

import com.XX.edu.common.bean.ResultTO;
import com.XX.edu.common.exception.BaseException;
import com.XX.edu.common.exception.BusinessException;
import com.XX.edu.common.exception.enums.ArgumentResponseEnum;
import com.XX.edu.common.exception.enums.CommonResponseEnum;
import com.XX.edu.common.exception.enums.ServletResponseEnum;
import com.XX.edu.common.exception.i18n.UnifiedMessageSource;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.ConversionNotSupportedException;
import org.springframework.beans.TypeMismatchException;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.http.converter.HttpMessageNotReadableException;
import org.springframework.http.converter.HttpMessageNotWritableException;
import org.springframework.validation.BindException;
import org.springframework.validation.BindingResult;
import org.springframework.validation.FieldError;
import org.springframework.validation.ObjectError;
import org.springframework.web.HttpMediaTypeNotAcceptableException;
import org.springframework.web.HttpMediaTypeNotSupportedException;
import org.springframework.web.HttpRequestMethodNotSupportedException;
import org.springframework.web.bind.MethodArgumentNotValidException;
import org.springframework.web.bind.MissingPathVariableException;
import org.springframework.web.bind.MissingServletRequestParameterException;
import org.springframework.web.bind.ServletRequestBindingException;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestControllerAdvice;
import org.springframework.web.context.request.async.AsyncRequestTimeoutException;
import org.springframework.web.multipart.support.MissingServletRequestPartException;
import org.springframework.web.servlet.NoHandlerFoundException;


/**
 * <p>全局异常处理器</p>
 */
@RestControllerAdvice
public class UnifiedExceptionHandler {
    Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
    /**
     * 生产环境BusinessException
     */
    private final static String ENV_PROD = "prod";

    @Autowired
    private UnifiedMessageSource unifiedMessageSource;
    /**
     * 当前环境
     */
    @Value("${spring.profiles.active}")
    private String profile;


    /**
     * 自定义异常
     * <p>
     * BaseException extends RuntimeException
     *
     * @param e 异常
     * @return 异常结果
     */
    @ExceptionHandler(value = BaseException.class)
    public ResultTO handleBaseException(BaseException e) {
        logger.error(e.getMessage(), e);

        return ResultTO.FAILURE(getMessage(e), e.getResponseEnum().getCode());
    }

    /**
     * 未定义异常
     *
     * @param e 异常
     * @return 异常结果
     */
    @ExceptionHandler(value = Exception.class)
    public ResultTO handleException(Exception e) {
        logger.error(e.getMessage(), e);

        if (ENV_PROD.equals(profile)) {
            // 当为生产环境, 不适合把具体的异常信息展示给用户, 比如数据库异常信息.
            int code = CommonResponseEnum.SERVER_ERROR.getCode();
            BaseException baseException = new BaseException(CommonResponseEnum.SERVER_ERROR);
            String message = getMessage(baseException);
            return ResultTO.FAILURE(message, code);
        }
        return ResultTO.FAILURE(e.getMessage(), CommonResponseEnum.SERVER_ERROR.getCode());
    }

    /**
     * 业务异常
     *
     * @param e 异常
     * @return 异常结果
     */
    @ExceptionHandler(value = BusinessException.class)
    public ResultTO handleBusinessException(BaseException e) {
        logger.error(e.getMessage(), e);

        return  ResultTO.FAILURE(getMessage(e),e.getResponseEnum().getCode());
    }

    /**
     * Controller上一层相关异常
     *
     * @param e 异常
     * @return 异常结果
     */
    @ExceptionHandler({
            NoHandlerFoundException.class,
            HttpRequestMethodNotSupportedException.class,
            HttpMediaTypeNotSupportedException.class,
            HttpMediaTypeNotAcceptableException.class,
            MissingPathVariableException.class,
            MissingServletRequestParameterException.class,
            TypeMismatchException.class,
            HttpMessageNotReadableException.class,
            HttpMessageNotWritableException.class,
            // BindException.class,
            // MethodArgumentNotValidException.class
            ServletRequestBindingException.class,
            ConversionNotSupportedException.class,
            MissingServletRequestPartException.class,
            AsyncRequestTimeoutException.class
    })

    public ResultTO handleServletException(Exception e) {
        logger.error(e.getMessage(), e);
        int code = CommonResponseEnum.SERVER_ERROR.getCode();
        try {
            ServletResponseEnum servletExceptionEnum = ServletResponseEnum.valueOf(e.getClass().getSimpleName());
            code = servletExceptionEnum.getCode();
        } catch (IllegalArgumentException e1) {
            logger.error("class [{}] not defined in enum {}", e.getClass().getName(), ServletResponseEnum.class.getName());
        }

        if (ENV_PROD.equals(profile)) {
            // 当为生产环境, 不适合把具体的异常信息展示给用户, 比如404.
            code = CommonResponseEnum.SERVER_ERROR.getCode();
            BaseException baseException = new BaseException(CommonResponseEnum.SERVER_ERROR);
            String message = getMessage(baseException);
            return ResultTO.FAILURE(message, code);
        }

        return ResultTO.FAILURE(e.getMessage(), code);
    }


    /**
     * 参数绑定异常
     *
     * @param e 异常
     * @return 异常结果
     */
    @ExceptionHandler(value = BindException.class)
    public ResultTO handleBindException(BindException e) {
        logger.error("参数绑定校验异常", e);

        return wrapperBindingResult(e.getBindingResult());
    }

    /**
     * 参数校验(Valid)异常，将校验失败的所有异常组合成一条错误信息
     *
     * @param e 异常
     * @return 异常结果
     */
    @ExceptionHandler(value = MethodArgumentNotValidException.class)
    public ResultTO handleValidException(MethodArgumentNotValidException e) {
        logger.error("参数绑定校验异常", e);

        return wrapperBindingResult(e.getBindingResult());
    }

    /**
     * 包装绑定异常结果
     *
     * @param bindingResult 绑定结果
     * @return 异常结果
     */
    private ResultTO wrapperBindingResult(BindingResult bindingResult) {
        StringBuilder msg = new StringBuilder();

        for (ObjectError error : bindingResult.getAllErrors()) {
            msg.append(", ");
            if (error instanceof FieldError) {
                msg.append(((FieldError) error).getField()).append(": ");
            }
            msg.append(error.getDefaultMessage() == null ? "" : error.getDefaultMessage());

        }

        return ResultTO.FAILURE(msg.substring(2), ArgumentResponseEnum.VALID_ERROR.getCode());
    }


    /**
     * 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;
    }

}

这样项目抛出的异常就会到异常处理类中统一处理~~

收工~！！