【Spring专题】「技术原理」从源码角度去深入分析关于Spring的异常处理ExceptionHandler的实现原理
ExceptionHandler的作用
ExceptionHandler是Spring框架提供的一个注解，用于处理应用程序中的异常。当应用程序中发生异常时，ExceptionHandler将优先地拦截异常并处理它，然后将处理结果返回到前端。该注解可用于类级别和方法级别，以捕获不同级别的异常。
在Spring中使用ExceptionHandler非常简单，只需在需要捕获异常的方法上注解@ExceptionHandler，然后定义一个方法，该方法将接收异常并返回异常信息，并将该异常信息展示给前端用户。
ExceptionHandler的使用
说明：针对可能出问题的Controller，新增注解方法@ExceptionHandler，下面是一个基本的ExceptionHandler示例
：
@RestController
public class ExceptionController {
@ExceptionHandler(Exception.class)
public ResponseEntity<String> handleException(Exception ex) {
return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
.body("An error occurred: " + ex.getMessage());
}
@RequestMapping("/test")
public String test() throws Exception {
throw new Exception("Test exception!");
}
}
在上面的示例中，我们定义了一个叫做
ExceptionController
的类，该类是一个
@RestController
注解的控制器，它包括一个可以产生异常的请求处理程序，一个用于捕获和处理异常的@ExceptionHandler方法。
@RequestMapping注解配置了一个名为“/test”的API，该API将抛出一个异常，该异常将由我们上面的ExceptionHandler进行处理。当请求“/test”时，Controller方法将引发异常并触发@ExceptionHandler方法。
在上面的@ExceptionHandler方法中，我们通过ResponseEntity将异常信息提供给客户端，HTTP状态码设置为500。这使客户端了解已发生错误，并能够在日志中记录异常信息以便日后调试。
总之，使用ExceptionHandler能够更好的掌控应用的异常信息，使得应用在发生异常的时候更加可控，并且更加容易进行调试
。
ExceptionHandler的注意事项
Controller
类下多个
@ExceptionHandler
上的异常类型不能出现一样的，否则运行时抛异常。@ExceptionHandler
下方法返回值类型支持多种，常见的ModelAndView，@ResponseBody注解标注，ResponseEntity等类型都OK.
源码分析介绍
原理说明-doDispatch
代码片段位于：
org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet#doDispatch
执行
@RequestMapping
方法抛出异常后，Spring框架
try-catch
的方法捕获异常, 正常逻辑发不发生异常都会走
processDispatchResult
流程 ，区别在于异常的参数是否为null .
HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
Exception dispatchException = null;
ModelAndView mv = null;
try{
//根据请求查找handlerMapping找到controller
mappedHandler=getHandler(request);
//找到处理器适配器HandlerAdapter
HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());
if(!mappedHandler.applyPreHandle(request,response)){
//拦截器preHandle
return ;
}
//调用处理器适配器执行@RequestMapping方法
mv=ha.handle(request,response);
//拦截器postHandle
mappedHandler.applyPostHandle(request,response,mv);
}catch(Exception ex){
dispatchException=ex;
}
//将异常信息传入了
processDispatchResult(request,response,mappedHandler,mv,dispatchException)
原理说明-processDispatchResult
代码片段位于：
org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet#processDispatchResult
如果
@RequestMapping
方法抛出异常，拦截器的postHandle方法不执行，进入processDispatchResult，判断入参dispatchException，不为null , 代表发生异常，调用processHandlerException处理。
原理说明-processHandlerException
代码片段位于：
org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet#processHandlerException
this当前对象指dispatchServlet，handlerExceptionResolvers可以看到三个HandlerExceptionResolver，这三个是Spring框架帮我们注册的，遍历有序集合handlerExceptionResolvers，调用接口的resolveException方法。
注册的第一个
HandlerExceptionResolver.ExceptionHandlerExceptionResolver
, 继承关系如下面所示。
原理说明-AbstractHandlerExceptionResolver
代码片段位于:org.springframework.web.servlet.handler.AbstractHandlerExceptionResolver#resolveException
这里AbstractHandlerExceptionResolver的shouldApplyTo都返回true, logException用来记录日志、prepareResponse方法，用来设置response的Cache-Control。
异常处理方法就位于doResolveException
注意：AbstractHandlerExceptionResolver和AbstractHandlerMethodExceptionResolver名字看起来非常相似，但是作用不同，一个是面向整个类的，一个是面向方法级别的。
原理说明-AbstractHandlerMethodExceptionResolver
代码片段位于:org.springframework.web.servlet.handler.AbstractHandlerMethodExceptionResolver#shouldApplyTo
接口方法实现AbstractHandlerExceptionResolver的resolveException，先判断shouldApplyTo，AbstractHandlerExceptionResolver 和子类AbstractHandlerMethodExceptionResolver都实现了shouldApplyTo方法，子类的shouldApplyTo都调用父类AbstractHandlerExceptionResolver的shouldApplyTo.
父类AbstractHandlerExceptionResolver的shouldApplyTo方法.
代码片段位于:org.springframework.web.servlet.handler.AbstractHandlerExceptionResolver#shouldApplyTo
Spring初始化的时候并没有额外配置 , 所以mappedHandlers和mappedHandlerClasses都为null, 可以在这块扩展进行筛选 ，AbstractHandlerExceptionResolver提供了setMappedHandlerClasses 、setMappedHandlers用于扩展。
doResolveException
代码片段位于：org.springframework.web.servlet.handler.AbstractHandlerMethodExceptionResolver#doResolveException
Spring请求方法执行一样的处理方式，设置argumentResolvers、returnValueHandlers，之后进行调用异常处理方法。
获取@ExceptionHandler
@ExceptionHandler的方法入参支持：Exception ；SessionAttribute 、 RequestAttribute注解、 HttpServletRequest 、HttpServletResponse、HttpSession。
@ExceptionHandler方法返回值常见的可以是: ModelAndView 、@ResponseBody注解、ResponseEntity。
getExceptionHandlerMethod方法
getExceptionHandlerMethod说明： 获取对应的@ExceptionHandler方法，封装成ServletInvocableHandlerMethod返回。
exceptionHandlerCache是针对Controller层面的@ExceptionHandler的处理方式，而exceptionHandlerAdviceCache是针对@ControllerAdvice的处理方式. 这两个属性都位于ExceptionHandlerExceptionResolver中。
ExceptionHandlerMethodResolver，缓存A之前没存储过Controller的class ，所以新建一个ExceptionHandlerMethodResolver 加入缓存中，ExceptionHandlerMethodResolver 的初始化工作一定做了某些工作。
resolveMethod方法
根据异常对象让 ExceptionHandlerMethodResolver 解析得到 method ， 匹配到异常处理方法就直接封装成对象 ServletInvocableHandlerMethod ； 就不会再去走@ControllerAdvice里的异常处理器了，这里说明了。
resolveMethodByExceptionType根据当前抛出异常寻找 匹配的方法，并且做了缓存，以后遇到同样的异常可以直接走缓存取出
resolveMethodByExceptionType方法，尝试从缓存A：exceptionLookupCache中根据异常class类型获取Method ，初始时候肯定缓存为空 ，就去遍历ExceptionHandlerMethodResolver的mappedMethods(上面提及了key为异常类型，value为method，exceptionType为当前@RequestMapping方法抛出的异常，判断当前异常类型是不是@ExceptionHandler中value声明的子类或本身，满足条件就代表匹配上了；
可能存在多个匹配的方法，使用ExceptionDepthComparator排序，排序规则是按照继承顺序来(继承关系越靠近数值越小，当前类最小为0,顶级父类Throwable为int最大值)，排序之后选取继承关系最靠近的那个，并且ExceptionHandlerMethodResolver的exceptionLookupCache中，key为当前抛出的异常，value为解析出来的匹配method.
全局级别异常处理器实现HandlerExceptionResolver接口
public class MyHandlerExceptionResolver implements HandlerExceptionResolver {
@Override
public ModelAndView resolveException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) {
ModelMap mmp=new ModelMap();
mmp.addAttribute("ex",ex.getMessage());
return new ModelAndView("error",mmp);
}
}
使用方式： 只需要将该Bean加入到Spring容器，可以通过Xml配置，也可以通过注解方式加入容器;
方法返回值不为null才有意义，如果方法返回值为null，可能异常就没有被捕获.缺点分析：比如这种方式全局异常处理返回JSP、velocity等视图比较方便，返回json或者xml等格式的响应就需要自己实现了.如下是我实现的发生全局异常返回JSON的简单例子.
public class MyHandlerExceptionResolver implements HandlerExceptionResolver {
@Override
public ModelAndView resolveException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) {
System.out.println("发生全局异常!");
ModelMap mmp=new ModelMap();
mmp.addAttribute("ex",ex.getMessage());
response.addHeader("Content-Type","application/json;charset=UTF-8");
try {
new ObjectMapper().writeValue(response.getWriter(),ex.getMessage());
response.getWriter().flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return new ModelAndView();
}
}
全局级别异常处理器@ControllerAdvice+@ExceptionHandler使用方法
用法说明：这种情况下 @ExceptionHandler与第一种方式用法相同，返回值支持ModelAndView，@ResponseBody等多种形式。
@ControllerAdvice
public class GlobalController {
@ExceptionHandler(RuntimeException.class)
public ModelAndView fix1(Exception e){
System.out.println("全局的异常处理器");
ModelMap mmp=new ModelMap();
mmp.addAttribute("ex",e);
return new ModelAndView("error",mmp);
}
}
- 方式一：提到ExceptionHandlerExceptionResolver不仅维护@Controller级别的@ExceptionHandler，同时还维护的@ControllerAdvice级别的@ExceptionHandler代码片段位于：
isApplicableToBeanType方法是用来做条件判断的，@ControllerAdvice注解有很多属性用来设置条件，
basePackageClasses、assignableTypes、annotations等，比如我限定了annotations为注解X， 那标注了@X 的ControllerA就可以走这个异常处理器，ControllerB就不能走这个异常处理器。
现在问题的关键就只剩下了exceptionHandlerAdviceCache是什么时候扫描@ControllerAdvice的，下面的逻辑和@ExceptionHandler的逻辑一样了，exceptionHandlerAdviceCache初始化逻辑:
代码片段位于:org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ExceptionHandlerExceptionResolver#afterPropertiesSet，afterPropertiesSet是Spring bean创建过程中一个重要环节。
代码片段位于：org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ExceptionHandlerExceptionResolver#initExceptionHandlerAdviceCache
ControllerAdviceBean.findAnnotatedBeans方法查找了SpringMvc父子容器中标注 @ControllerAdvice 的bean, new ExceptionHandlerMethodResolver初始化时候解析了当前的@ControllerAdvice的bean的@ExceptionHandler,加入到ExceptionHandlerExceptionResolver的exceptionHandlerAdviceCache中，key为ControllerAdviceBean，value为ExceptionHandlerMethodResolver . 到这里exceptionHandlerAdviceCache就初始化完毕。
Spring父子容器中所有@ControllerAdivce的bean的方法
代码片段位于：org.springframework.web.method.ControllerAdviceBean#findAnnotatedBeans
遍历了SpringMVC父子容器中所有的bean，标注ControllerAdvice注解的bean加入集合返回。
比较说明
@Controller+@ExceptionHandler、HandlerExceptionResolver接口形式、@ControllerAdvice+@ExceptionHandler优缺点说明：
调用优先级
- @Controller+@ExceptionHandler
优先级最高 - @ControllerAdvice+@ExceptionHandler
略低 - HandlerExceptionResolver
最低。
三种方式并存的情况 优先级越高的越先选择，而且被一个捕获处理了就不去执行其他的
。
三种方式都支持多种返回类型
@Controller+@ExceptionHandler、@ControllerAdvice+@ExceptionHandler可以使用Spring支持的@ResponseBody、ResponseEntity。
HandlerExceptionResolver方法声明返回值类型只能是 ModelAndView，如果需要返回JSON、xml等需要自己实现.。
缓存利用
@Controller+@ExceptionHandler的缓存信息在ExceptionHandlerExceptionResolver的exceptionHandlerCache，@ControllerAdvice+@ExceptionHandler的缓存信息在ExceptionHandlerExceptionResolver的exceptionHandlerAdviceCache中,
HandlerExceptionResolver接口是不做缓存的，在异常报错的情况下才会走自己的HandlerExceptionResolver实现类，多少有点性能损耗.