Java 统一异常处理 (配置文件集中化定义)
0、前言
无论任何项目,都避免不了在运行期间出现的一些异常,并伴随着因业务逻辑的需要而给出相应的提示,使得系统变得更加友好,这类提示处理,我们统称为异常处理(exceptiona handling)。
在项目中异常处理所抛出的异常码、异常提示 ,都需要进行一定的封装,以确保异常的统一,提高程序的可维护性。而不是随心所欲的来进行异常提醒,如:一些硬编码异常信息(throw new Exception("系统处理异常")),随着想项目的变大、开发人员的不同,这些异常码可能会五花八门,没有统一标准,给用户提示、给开发很容易带来些许的困惑。
本文不是讲解如何正确使用try、catch、finally等进行异常捕获,而是就异常码、异常信息进行封装,通过配置文件进行集中化定义,来统一异常处理,让异常处理变得更标准化、统一化,方便维护、管理。
1、异常处理
异常处理,又称为错误处理,提供了处理程序运行时出现的任何意外或异常情况的方法。异常处理使用 try、catch 和 finally 关键字来尝试可能未成功的操作,处理失败,以及在事后清理资源。
异常发生的原因有很多,通常包含以下几大类:
用户输入了非法数据。
要打开的文件不存在。
网络通信时连接中断,或者JVM内存溢出。
这些异常有的是因为用户错误引起,有的是程序错误引起的。
要理解Java异常处理是如何工作的,你需要掌握以下三种类型的异常:
检查性异常:最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常,这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时,一个异常就发生了,这些异常在编译时不能被简单地忽略。
运行时异常: 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反,运行时异常可以在编译时被忽略。
错误: 错误不是异常,而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如,当栈溢出时,一个错误就发生了,它们在编译也检查不到的。
所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。
Exception 类是 Throwable 类的子类。除了Exception类外,Throwable还有一个子类Error 。
Java 程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时,它们在Java程序处理的范畴之外。
Error 用来指示运行时环境发生的错误。例如,JVM 内存溢出。一般地,程序不会从错误中恢复。
异常类有两个主要的子类:IOException 类和 RuntimeException 类。
本文就针对处理的是Exception类异常。
2、统一异常处理
本实战中将异常码、异常信息进行封装,通过properties配置文件进行集中化定义,并支持国际化异常码的定义,来统一异常处理。
2.1 消息结果的封装
全系统统一返回的数据格式为:
{ "statusCode":"00000000", "msg":"成功", "data": { "username":"xcbeyond", "sex":"男", "age":18 }}
标准的json字符串,statusCode:状态码,msg:提示信息,data:结果数据(以实际数据而定的json)。
定义一个实体类Result,用来封装消息返回数据,如下:
package com.xcbeyond.execption.data;import com.alibaba.fastjson.JSONObject;import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonInclude;import com.xcbeyond.execption.util.ObjectUtils;import java.io.Serializable; /** * 返回结果 * @Auther: xcbeyond * @Date: 2019/5/24 17:55 */@JsonInclude(value = JsonInclude.Include.NON_NULL)public class Result implements Serializable { //状态码 private String statusCode; //提示信息 private String msg; //结果数据 private Object data; public Result() { } public Result(String statusCode, String msg) { this.statusCode = statusCode; this.msg = msg; } public String getStatusCode() { return statusCode; } public void setStatusCode(String statusCode) { this.statusCode = statusCode; } public String getMsg() { return msg; } public void setMsg(String msg) { this.msg = msg; } public Object getData() { return data; } public void setData(Object data) { this.data = data; } /** * 重写toString方法,让Result对象以json字符串形式存在 * @return * Json字符串 */ @Override public String toString() { JSONObject json = new JSONObject(); json.put("statusCode", this.statusCode); json.put("msg", this.msg); if (null != this.data) { json.put("data", ObjectUtils.modelToMap(this.data)); } return json.toJSONString(); }}
2.2 异常码、异常信息配置文件定义化
将异常码、异常信息统一集中定义到properties配置文件中,避免硬编码在代码中,方便维护,便于后期变动统一修改。异常码文件位于项目resources目录下\resources\error\,如:
异常码文件名统一格式:模块名_error_zh_CN.properties/
异常码统一格式定义,具体以实际项目情况而定,可参考如下标准定义:
#错误码定义8位# ┌─1─┬─2─┬─3─┬─4─┬─5─┬─6─┬─7─┬─8─┐# │预留 │C/B端│ 模块名 │错误码 │# └─1─┴─2─┴─3─┴─4─┴─5─┴─6─┴─7─┴─8─┘#第1位:# 预留#第2位:# C/B端(客户端或服务端) 0-服务端, 1-客户端#第3、4位:# 2位模块名#第5、6、7、8位:# 4位错误码(后4位),各位含义如下:# 第5为:类别,可按业务分类、接口分类等划分,0-9# 第6-8位:3位具体错误码# 第6位:按以下含义定义分类:# 0:预留# 1:非空检查类提示,数据为空、不为空检查# 2:有效性检查提示,数据有效性检查(如格式、存在、不存在、不在有效值范围等)# 3:业务逻辑类提示,合法性/一致性/完整性检查提示# 4:预留/待扩展定义# 5:预留/待扩展定义# 6:预留/待扩展定义# 7:预留/待扩展定义# 8:预留/待扩展定义# 9:预留/待扩展定义# 第7、8位:二位顺序标号,00-99
封装异常码工具类ErrorUtils,用于从异常码文件中获取错误提示信息等,如下:
package com.xcbeyond.execption.util;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;import org.springframework.context.NoSuchMessageException;import org.springframework.context.support.ResourceBundleMessageSource;import org.springframework.core.io.Resource;import org.springframework.core.io.support.PathMatchingResourcePatternResolver;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Locale;/** * 错误工具类,用于从错误码配置文件中获取错误提示信息等 * 支持国际化。 * @Auther: xcbeyond * @Date: 2019/5/24 17:16 */public class ErrorUtils { private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(ErrorUtils.class); private static ResourceBundleMessageSource resourceBundle = new ResourceBundleMessageSource(); private static final String ZH_LANGUAGE = "CHINESE"; private static final String EN_LANGUAGE = "AMERICAN/ENGLISH"; private static final String FILE_KEYWORKS = "error"; private static final String JAR_RESOURCES = "classpath*:error/*error*.properties"; private static final String RESOURCES = "classpath*:*error*.properties"; /** * 静态代码块。 * 用于加载错误码配置文件 */ static { try { PathMatchingResourcePatternResolver patternResolver = new PathMatchingResourcePatternResolver(); List nameListCn = new ArrayList(); Resource[] jarResources = patternResolver.getResources(JAR_RESOURCES); if (log.isDebugEnabled()) log.debug("加载CLASSPATH下[error]文件夹错误码配置文件[" + jarResources.length + "]"); for (Resource resource : jarResources) { String fileName = resource.getFilename(); fileName = fileName.substring(0, fileName.indexOf(FILE_KEYWORKS) + 5); if (log.isDebugEnabled()) log.debug("加载[error]下错误码配置文件[" + resource.getFilename() + "][" + fileName + "]"); nameListCn.add("error/" + fileName); } Resource[] resources = patternResolver.getResources(RESOURCES); if (log.isDebugEnabled()) log.debug("加载CLASSPATH根目录错误码配置文件[" + resources.length + "]"); for (Resource resource : resources) { String fileName = resource.getFilename(); fileName = fileName.substring(0, fileName.indexOf(FILE_KEYWORKS) + 5); if (log.isDebugEnabled()) log.debug("加载错误码配置文件[" + resource.getFilename() + "][" + fileName + "]"); nameListCn.add(fileName); } resourceBundle.setBasenames((String[]) nameListCn.toArray(new String[0])); resourceBundle.setCacheSeconds(5); } catch (Throwable localThrowable) { } } /** * 获取错误码描述信息 * @param errCode 错误码 * @return */ public static String getErrorDesc(String errCode) { return getErrorDesc(errCode, "CHINESE"); } /** * 获取错误码描述信息 * @param errCode 错误码 * @param userLang 国际化语言 * @return */ public static String getErrorDesc(String errCode, String userLang) { String errDesc = ""; try { if ((null == userLang) || (ZH_LANGUAGE.equals(userLang))) { errDesc = resourceBundle.getMessage(errCode, null, Locale.SIMPLIFIED_CHINESE); } else if (EN_LANGUAGE.equals(userLang)) { errDesc = resourceBundle.getMessage(errCode, null, Locale.US); } } catch (NoSuchMessageException localNoSuchMessageException) { } return errDesc; } /** * 获取错误码描述信息 * @param errCode 错误码 * @param args 错误描述信息中参数 * @return */ public static String getParseErrorDesc(String errCode, String[] args) { return getParseErrorDesc(errCode, ZH_LANGUAGE, args); } /** * 获取错误码描述信息 * @param errCode 错误码 * @param userLang 国际化语言 * @param args 错误描述信息中参数 * @return */ public static String getParseErrorDesc(String errCode, String userLang, String[] args) { String errDesc = ""; try { if ((null == userLang) || (ZH_LANGUAGE.equals(userLang))) errDesc = resourceBundle.getMessage(errCode, args, Locale.SIMPLIFIED_CHINESE); else if (EN_LANGUAGE.equals(userLang)) errDesc = resourceBundle.getMessage(errCode, args, Locale.US); } catch (NoSuchMessageException localNoSuchMessageException) { } return errDesc; }}
2.3 异常类封装
本文封装两类异常:
系统级异常:指系统级别的,如:网络通信时连接中断、系统连接、超时等异常
业务处理异常:指用户输入了非法数据等业务逻辑存在的异常
(其他类别异常,可自行封装,如SQL类异常)
(1)异常基类BaseException,所有异常类都继承此类,
package com.xcbeyond.execption;import java.io.Serializable;/** * 异常基类 * @Auther: xcbeyond * @Date: 2019/5/28 16:27 */public class BaseException extends RuntimeException implements Serializable { public BaseException() { } public BaseException(String message) { super(message); } public BaseException(Throwable cause) { super(cause); } public BaseException(String message, Throwable cause) { super(message, cause); }}
(2)系统级异常SystemException,如下:
package com.xcbeyond.execption;import com.xcbeyond.execption.data.Result;/** * 系统级异常。 * 指系统级别的,如:网络通信时连接中断、系统连接、超时等异常 * @Auther: xcbeyond * @Date: 2019/5/28 16:26 */public class SystemException extends BaseException{ private Result result = new Result(); public SystemException(Result result) { super(result.getStatusCode()+ ":" + result.getMsg()); this.result = result; } public SystemException(String code, String msg) { super(code + ":" + msg); this.result.setStatusCode(code); this.result.setMsg(msg); } public SystemException(Result result, Throwable cause) { super(result.getStatusCode() + ":" + result.getMsg(), cause); this.result = result; } public SystemException(String code, String msg, Throwable cause) { super(code + ":" + msg, cause); this.result.setStatusCode(code); this.result.setMsg(msg); } public Result getResult() { return result; } public void setResult(Result result) { this.result = result; }}
(3)业务处理异常类BusinessException,如下:
package com.xcbeyond.execption;import com.xcbeyond.execption.data.Result;/** * 业务处理异常 * 指用户输入了非法数据等业务逻辑存在的异常 * @Auther: xcbeyond * @Date: 2018/12/24 11:20 */public class BusinessException extends BaseException { private Result result = new Result(); public BusinessException(Result result) { super(result.getStatusCode()+ ":" + result.getMsg()); this.result = result; } public BusinessException(String code, String msg) { super(code + ":" + msg); this.result.setStatusCode(code); this.result.setMsg(msg); } public BusinessException(Result result, Throwable cause) { super(result.getStatusCode() + ":" + result.getMsg(), cause); this.result = result; } public BusinessException(String code, String msg, Throwable cause) { super(code + ":" + msg, cause); this.result.setStatusCode(code); this.result.setMsg(msg); } public Result getResult() { return result; } public void setResult(Result result) { this.result = result; }}
(4)异常工具类ExecptionUtils
为方便在业务代码中进行统一异常调用,特封装异常工具类ExecptionUtils,如下:
package com.xcbeyond.execption.util;import com.xcbeyond.execption.BusinessException;import com.xcbeyond.execption.SystemException;import com.xcbeyond.execption.data.Result;/** * 异常工具类 * @Auther: xcbeyond * @Date: 2019/5/27 09:37 */public class ExecptionUtils { /** * 业务处理异常 * @param errCode 异常码 * @return */ public static BusinessException businessException(String errCode) { return new BusinessException(createResult(errCode)); } /** * 业务处理异常 * @param errCode 异常码 * @param args 错误描述信息中的参数 * @return */ public static BusinessException businessException(String errCode, String... args) { return new BusinessException(createResult(errCode, args)); } /** * 系统级异常 * @param errCode 异常码 * @return */ public static SystemException systemException(String errCode) { return new SystemException(createResult(errCode)); } /** * 系统级异常 * @param errCode 异常码 * @param args 错误描述信息中的参数 * @return */ public static SystemException systemException(String errCode, String... args) { return new SystemException(createResult(errCode, args)); } private static Result createResult(String errCode) { return new Result(errCode, getErrorMsg(errCode)); } private static Result createResult(String errCode, String msg) { return new Result(errCode, msg); } private static Result createResult(String errCode, String[] args) { return new Result(errCode, getErrorMsg(errCode, args)); } /** * 获取错误信息 * @param errCode 错误码 * @return */ private static String getErrorMsg(String errCode) { return ErrorUtils.getErrorDesc(errCode); } /** * 获取错误信息 * @param errCode 错误码 * @param args 错误描述信息中的参数 * @return */ private static String getErrorMsg(String errCode, String[] args) { return ErrorUtils.getParseErrorDesc(errCode, args); }}
2.4 全局异常捕获
一般异常捕获都是通过try/catch、throw new等方式进行捕获,而频繁的这样操作,有时让人觉得麻烦,代码变得不是那么的干净,尤其业务复杂的场合。就像下面这种:
package com.xcbeyond.execption.util;import com.xcbeyond.execption.BusinessException;import com.xcbeyond.execption.SystemException;import com.xcbeyond.execption.data.Result;/** * 异常工具类 * @Auther: xcbeyond * @Date: 2019/5/27 09:37 */public class ExecptionUtils { /** * 业务处理异常 * @param errCode 异常码 * @return */ public static BusinessException businessException(String errCode) { return new BusinessException(createResult(errCode)); } /** * 业务处理异常 * @param errCode 异常码 * @param args 错误描述信息中的参数 * @return */ public static BusinessException businessException(String errCode, String... args) { return new BusinessException(createResult(errCode, args)); } /** * 系统级异常 * @param errCode 异常码 * @return */ public static SystemException systemException(String errCode) { return new SystemException(createResult(errCode)); } /** * 系统级异常 * @param errCode 异常码 * @param args 错误描述信息中的参数 * @return */ public static SystemException systemException(String errCode, String... args) { return new SystemException(createResult(errCode, args)); } private static Result createResult(String errCode) { return new Result(errCode, getErrorMsg(errCode)); } private static Result createResult(String errCode, String msg) { return new Result(errCode, msg); } private static Result createResult(String errCode, String[] args) { return new Result(errCode, getErrorMsg(errCode, args)); } /** * 获取错误信息 * @param errCode 错误码 * @return */ private static String getErrorMsg(String errCode) { return ErrorUtils.getErrorDesc(errCode); } /** * 获取错误信息 * @param errCode 错误码 * @param args 错误描述信息中的参数 * @return */ private static String getErrorMsg(String errCode, String[] args) { return ErrorUtils.getParseErrorDesc(errCode, args); }}
这样的代码既不简洁好看 ,我们敲着也烦, 一般我们可能想到用拦截器去处理。而在spring中提供了更好的方案,注解@ControllerAdvice和@ExceptionHandler,进行全局统一异常处理。
本文定义全局异常捕获类GlobalExceptionHandler,如下:
package com.xcbeyond.execption.handler;import com.xcbeyond.execption.BusinessException;import com.xcbeyond.execption.SystemException;import com.xcbeyond.execption.data.Result;import org.springframework.http.HttpStatus;import org.springframework.http.ResponseEntity;import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;/** * 全局异常捕获处理 * @Auther: xcbeyond * @Date: 2019/5/28 15:19 */@ControllerAdvicepublic class GlobalExceptionHandler { /** * 业务逻辑异常。 * HTTP响应状态为200 * @param businessException * @return */ @ExceptionHandler(value = BusinessException.class) public ResponseEntity businessExceptionHandler(BusinessException businessException) { Result result = businessException.getResult(); return new ResponseEntity(result, HttpStatus.OK); } /** * 系统异常。 * HTTP响应状态为400 * @param systemException * @return */ @ExceptionHandler(value = SystemException.class) public ResponseEntity systemExceptionHandler(SystemException systemException) { Result result = systemException.getResult(); return new ResponseEntity(result, HttpStatus.BAD_REQUEST); }
2.5 应用
将上述定义封装的异常,进行实际应用。
下述只是为了进行异常应用测试,并不符合实际业务场景。
以用户登录接口的service层UserServiceImpl类实现讲解,代码如下:
package com.xcbeyond.execption.service.impl;import com.xcbeyond.execption.model.User;import com.xcbeyond.execption.service.UserService;import com.xcbeyond.execption.util.ExecptionUtils;import org.springframework.http.HttpStatus;import org.springframework.http.ResponseEntity;import org.springframework.stereotype.Service;import org.springframework.util.StringUtils;/** * @Auther: xcbeyond * @Date: 2019/5/28 17:04 */@Servicepublic class UserServiceImpl implements UserService { public ResponseEntity login(User user) { if (StringUtils.isEmpty(user.getUsername())) { throw ExecptionUtils.businessException("EE3001"); } if (StringUtils.isEmpty(user.getPassword())) { throw ExecptionUtils.businessException("EE3002"); } if (!"xcbeyond".equals(user.getUsername())) { throw ExecptionUtils.businessException("EE4001", user.getUsername()); } /** * 测试系统级异常. * 通过用户名和密码相同时,来模拟网络连接异常 */ if (user.getPassword().equals(user.getUsername())) { throw ExecptionUtils.systemException("EE9999"); } return new ResponseEntity(HttpStatus.OK); }}
此例有三类场合异常处理:
(1)不带参的逻辑异常处理
throw ExecptionUtils.businessException("EE3002");
(2)带参的逻辑异常处理
throw ExecptionUtils.businessException("EE4001", user.getUsername());
返回数据:
(3)系统级异常处理
throw ExecptionUtils.systemException("EE9999");
返回数据:
如果你有更好的异常统一处理建议,欢迎一起讨论完善。
源码:https://github.com/xcbeyond/JavaExecptionFramework
(如果你觉得不错,不妨留下脚步,在GitHub上给个Star)
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【xcbeyond】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/77fa282d8f68b6e901ab22c64】。文章转载请联系作者。
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不为别的,只为技术沉淀、分享。 2019.06.20 加入
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