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Spring Boot2 Webflux全局异常处理 详解Spring Boot2 Webflux的全局异常处理

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本文首先将会回顾Spring 5之前的SpringMVC异常处理机制，然后主要讲解Spring Boot 2 Webflux的全局异常处理机制。

SpringMVC的异常处理

Spring 统一异常处理有 3 种方式，分别为：

使用 @ExceptionHandler 注解

用于局部方法捕获，与抛出异常的方法处于同一个Controller类：

@Controller
public class BuzController {

  @ExceptionHandler({NullPointerException.class})
  public String exception(NullPointerException e) {
    System.out.println(e.getMessage());
    e.printStackTrace();
    return "null pointer exception";
  }

  @RequestMapping("test")
  public void test() {
    throw new NullPointerException("出错了！");
  }
}

如上的代码实现，针对 BuzController 抛出的 NullPointerException 异常，将会捕获局部异常，返回指定的内容。

实现 HandlerExceptionResolver 接口

通过实现 HandlerExceptionResolver 接口，定义全局异常：

@Component
public class CustomMvcExceptionHandler implements HandlerExceptionResolver {

  private ObjectMapper objectMapper;

  public CustomMvcExceptionHandler() {
    objectMapper = new ObjectMapper();
  }

  @Override
  public ModelAndView resolveException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
                     Object o, Exception ex) {
    response.setStatus(200);
    response.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE);
    response.setCharacterEncoding("UTF-8");
    response.setHeader("Cache-Control", "no-cache, must-revalidate");
    Map<String, Object> map = new HashMap<>();
    if (ex instanceof NullPointerException) {
      map.put("code", ResponseCode.NP_EXCEPTION);
    } else if (ex instanceof IndexOutOfBoundsException) {
      map.put("code", ResponseCode.INDEX_OUT_OF_BOUNDS_EXCEPTION);
    } else {
      map.put("code", ResponseCode.CATCH_EXCEPTION);
    }
    try {
      map.put("data", ex.getMessage());
      response.getWriter().write(objectMapper.writeValueAsString(map));
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return new ModelAndView();
  }
}

如上为示例的使用方式，我们可以根据各种异常定制错误的响应。

使用 @controlleradvice 注解

@ControllerAdvice
public class ExceptionController {
  @ExceptionHandler(RuntimeException.class)
  public ModelAndView handlerRuntimeException(RuntimeException ex) {
    if (ex instanceof MaxUploadSizeExceededException) {
      return new ModelAndView("error").addObject("msg", "文件太大！");
    }
    return new ModelAndView("error").addObject("msg", "未知错误：" + ex);
  }

  @ExceptionHandler(Exception.class)
  public ModelAndView handlerMaxUploadSizeExceededException(Exception ex) {
    if (ex != null) {
      return new ModelAndView("error").addObject("msg", ex);
    }

    return new ModelAndView("error").addObject("msg", "未知错误：" + ex);

  }
}

和第一种方式的区别在于， ExceptionHandler 的定义和异常捕获可以扩展到全局。

Spring 5 Webflux的异常处理

webflux支持mvc的注解，是一个非常便利的功能，相比较于RouteFunction，自动扫描注册比较省事。异常处理可以沿用ExceptionHandler。如下的全局异常处理对于RestController依然生效。

@RestControllerAdvice
public class CustomExceptionHandler {
  private final Log logger = LogFactory.getLog(getClass());

  @ExceptionHandler(Exception.class)
  @ResponseStatus(code = HttpStatus.OK)
  public ErrorCode handleCustomException(Exception e) {
    logger.error(e.getMessage());
    return new ErrorCode("e","error" );
  }
}

WebFlux示例

WebFlux提供了一套函数式接口，可以用来实现类似MVC的效果。我们先接触两个常用的。

Controller定义对Request的处理逻辑的方式，主要有方面：

在WebFlux的函数式开发模式中，我们用HandlerFunction和RouterFunction来实现上边这两点。

HandlerFunction

HandlerFunction 相当于Controller中的具体处理方法，输入为请求，输出为装在Mono中的响应：

Mono<T> handle(ServerRequest var1);

在WebFlux中，请求和响应不再是WebMVC中的ServletRequest和ServletResponse，而是ServerRequest和ServerResponse。后者是在响应式编程中使用的接口，它们提供了对非阻塞和回压特性的支持，以及Http消息体与响应式类型Mono和Flux的转换方法。

@Component
public class TimeHandler {
  public Mono<ServerResponse> getTime(ServerRequest serverRequest) {
    String timeType = serverRequest.queryParam("type").get();
    //return ...
  }
}

如上定义了一个 TimeHandler ，根据请求的参数返回当前时间。

RouterFunction

RouterFunction ，顾名思义，路由，相当于 @RequestMapping ，用来判断什么样的url映射到那个具体的 HandlerFunction 。输入为请求，输出为Mono中的 Handlerfunction ：

Mono<HandlerFunction<T>> route(ServerRequest var1);

针对我们要对外提供的功能，我们定义一个Route。

@Configuration
public class RouterConfig {
  private final TimeHandler timeHandler;

  @Autowired
  public RouterConfig(TimeHandler timeHandler) {
    this.timeHandler = timeHandler;
  }

  @Bean
  public RouterFunction<ServerResponse> timerRouter() {
    return route(GET("/time"), req -> timeHandler.getTime(req));
  }
}

可以看到访问/time的GET请求，将会由 TimeHandler::getTime 处理。

功能级别处理异常

如果我们在没有指定时间类型（type）的情况下调用相同的请求地址，例如/time，它将抛出异常。

Mono和Flux APIs内置了两个关键操作符，用于处理功能级别上的错误。

使用onErrorResume处理错误

还可以使用onErrorResume处理错误，fallback方法定义如下：

Mono<T> onErrorResume(Function<? super Throwable, ? extends Mono<? extends T>> fallback);

当出现错误时，我们使用fallback方法执行替代路径：

@Component
public class TimeHandler {
  public Mono<ServerResponse> getTime(ServerRequest serverRequest) {
    String timeType = serverRequest.queryParam("time").orElse("Now");
    return getTimeByType(timeType).flatMap(s -> ServerResponse.ok()
        .contentType(MediaType.TEXT_PLAIN).syncBody(s))
        .onErrorResume(e -> Mono.just("Error: " + e.getMessage()).flatMap(s -> ServerResponse.ok().contentType(MediaType.TEXT_PLAIN).syncBody(s)));
  }

  private Mono<String> getTimeByType(String timeType) {
    String type = Optional.ofNullable(timeType).orElse(
        "Now"
    );
    switch (type) {
      case "Now":
        return Mono.just("Now is " + new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date()));
      case "Today":
        return Mono.just("Today is " + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(new Date()));
      default:
        return Mono.empty();
    }
  }
}

在如上的实现中，每当 getTimeByType() 抛出异常时，将会执行我们定义的 fallback 方法。除此之外，我们还可以捕获、包装和重新抛出异常，例如作为自定义业务异常：

public Mono<ServerResponse> getTime(ServerRequest serverRequest) {
  String timeType = serverRequest.queryParam("time").orElse("Now");
  return ServerResponse.ok()
      .body(getTimeByType(timeType)
          .onErrorResume(e -> Mono.error(new ServerException(new ErrorCode(HttpStatus.BAD_REQUEST.value(),
              "timeType is required", e.getMessage())))), String.class);
}

使用onErrorReturn处理错误

每当发生错误时，我们可以使用 onErrorReturn() 返回静态默认值：

public Mono<ServerResponse> getDate(ServerRequest serverRequest) {
  String timeType = serverRequest.queryParam("time").get();
  return getTimeByType(timeType)
      .onErrorReturn("Today is " + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(new Date()))
      .flatMap(s -> ServerResponse.ok()
          .contentType(MediaType.TEXT_PLAIN).syncBody(s));
}

全局异常处理

如上的配置是在方法的级别处理异常，如同对注解的Controller全局异常处理一样，WebFlux的函数式开发模式也可以进行全局异常处理。要做到这一点，我们只需要自定义全局错误响应属性，并且实现全局错误处理逻辑。

我们的处理程序抛出的异常将自动转换为HTTP状态和JSON错误正文。要自定义这些，我们可以简单地扩展 DefaultErrorAttributes 类并覆盖其 getErrorAttributes() 方法：

@Component
public class GlobalErrorAttributes extends DefaultErrorAttributes {

  public GlobalErrorAttributes() {
    super(false);
  }

  @Override
  public Map<String, Object> getErrorAttributes(ServerRequest request, boolean includeStackTrace) {
    return assembleError(request);
  }

  private Map<String, Object> assembleError(ServerRequest request) {
    Map<String, Object> errorAttributes = new LinkedHashMap<>();
    Throwable error = getError(request);
    if (error instanceof ServerException) {
      errorAttributes.put("code", ((ServerException) error).getCode().getCode());
      errorAttributes.put("data", error.getMessage());
    } else {
      errorAttributes.put("code", HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR);
      errorAttributes.put("data", "INTERNAL SERVER ERROR");
    }
    return errorAttributes;
  }
  //...有省略
}

如上的实现中，我们对 ServerException 进行了特别处理，根据传入的 ErrorCode 对象构造对应的响应。

接下来，让我们实现全局错误处理程序。为此，Spring提供了一个方便的 AbstractErrorWebExceptionHandler 类，供我们在处理全局错误时进行扩展和实现：

@Component
@Order(-2)
public class GlobalErrorWebExceptionHandler extends AbstractErrorWebExceptionHandler {

 //构造函数
  @Override
  protected RouterFunction<ServerResponse> getRoutingFunction(final ErrorAttributes errorAttributes) {
    return RouterFunctions.route(RequestPredicates.all(), this::renderErrorResponse);
  }

  private Mono<ServerResponse> renderErrorResponse(final ServerRequest request) {

    final Map<String, Object> errorPropertiesMap = getErrorAttributes(request, true);

    return ServerResponse.status(HttpStatus.OK)
        .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8)
        .body(BodyInserters.fromObject(errorPropertiesMap));
  }
}

这里将全局错误处理程序的顺序设置为-2。这是为了让它比 @Order(-1) 注册的 DefaultErrorWebExceptionHandler 处理程序更高的优先级。

该errorAttributes对象将是我们在网络异常处理程序的构造函数传递一个的精确副本。理想情况下，这应该是我们自定义的Error Attributes类。然后，我们清楚地表明我们想要将所有错误处理请求路由到renderErrorResponse()方法。最后，我们获取错误属性并将它们插入服务器响应主体中。

然后，它会生成一个JSON响应，其中包含错误，HTTP状态和计算机客户端异常消息的详细信息。对于浏览器客户端，它有一个whitelabel错误处理程序，它以HTML格式呈现相同的数据。当然，这可以是定制的。

小结

本文首先讲了Spring 5之前的SpringMVC异常处理机制，SpringMVC统一异常处理有 3 种方式：使用 @ExceptionHandler 注解、实现 HandlerExceptionResolver 接口、使用 @controlleradvice 注解；然后通过WebFlux的函数式接口构建Web应用，讲解Spring Boot 2 Webflux的函数级别和全局异常处理机制（对于Spring WebMVC风格，基于注解的方式编写响应式的Web服务，仍然可以通过SpringMVC统一异常处理实现）。

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