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Spring Boot & Spring MVC 異常處理的N種方法

預設行為

根據Spring Boot官方文件的說法:

For machine clients it will produce a JSON response with details of the error, the HTTP status and the exception message. For browser clients there is a ‘whitelabel’ error view that renders the same data in HTML format

也就是說,當發生異常時:

  • 如果請求是從瀏覽器傳送出來的,那麼返回一個Whitelabel Error Page
  • 如果請求是從machine客戶端傳送出來的,那麼會返回相同資訊的json

你可以在瀏覽器中依次訪問以下地址:

  1. http://localhost:8080/return-model-and-view
  2. http://localhost:8080/return-view-name
  3. http://localhost:8080/return-view
  4. http://localhost:8080/return-text-plain
  5. http://localhost:8080/return-json-1
  6. http://localhost:8080/return-json-2

會發現FooController和FooRestController返回的結果都是一個Whitelabel Error Page也就是html。

但是如果你使用curl訪問上述地址,那麼返回的都是如下的json:

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{

"timestamp": 1498886969426,

"status": 500,

"error": "Internal Server Error",

"exception": "me.chanjar.exception.SomeException",

"message": "...",

"trace": "...",

"path":

"..."

}

但是有一個URL除外:http://localhost:8080/return-text-plain,它不會返回任何結果,原因稍後會有說明。

注意:我們必須在application.properties新增server.error.include-stacktrace=always才能夠得到stacktrace。

為何curl text/plain資源無法獲得error

如果你在logback-spring.xml裡一樣配置了這麼一段:

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<logger name="org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ServletInvocableHandlerMethod" level="TRACE"/>

那麼你就能在日誌檔案裡發現這麼一個異常:

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org.springframework.web.HttpMediaTypeNotAcceptableException: Could not find acceptable representation

...

要理解這個異常是怎麼來的,那我們來簡單分析以下Spring MVC的處理過程:

  1. curl http://localhost:8080/return-text-plain,會隱含一個請求頭Accept: */*,會匹配到FooController.returnTextPlain(produces=text/plain)方法,注意:如果請求頭不是Accept: */*或Accept: text/plain,那麼是匹配不到FooController.returnTextPlain的。
  2. RequestMappingHandlerMapping根據url匹配到了(見AbstractHandlerMethodMapping.lookupHandlerMethod#L341)FooController.returnTextPlan(produces=text/plain)。
  3. 方法丟擲了異常,forward到/error。
  4. RequestMappingHandlerMapping根據url匹配到了(見AbstractHandlerMethodMapping.lookupHandlerMethod#L341)BasicErrorController的兩個方法errorHtml(produces=text/html)和error(produces=null,相當於produces=*/*)。
  5. 因為請求頭Accept: */*,所以會匹配error方法上(見AbstractHandlerMethodMapping#L352,RequestMappingInfo.compareTo,ProducesRequestCondition.compareTo)。
  6. error方法返回的是ResponseEntity<Map<String, Object>>,會被HttpEntityMethodProcessor.handleReturnValue處理。
  7. HttpEntityMethodProcessor進入AbstractMessageConverterMethodProcessor.writeWithMessageConverters,發現請求要求*/*(Accept: */*),而能夠產生text/plain(FooController.returnTextPlan produces=text/plain),那它會去找能夠將Map轉換成String的HttpMessageConverter(text/plain代表String),結果是找不到。
  8. AbstractMessageConverterMethodProcessor丟擲HttpMediaTypeNotAcceptableException。

那麼為什麼瀏覽器訪問http://localhost:8080/return-text-plain就可以呢?你只需開啟瀏覽器的開發者模式看看請求頭就會發現Accept:text/html,…,所以在第4步會匹配到BasicErrorController.errorHtml方法,那結果自然是沒有問題了。

那麼這個問題怎麼解決呢?我會在自定義ErrorController裡說明。

自定義Error頁面

前面看到了,Spring Boot針對瀏覽器發起的請求的error頁面是Whitelabel Error Page,下面講解如何自定義error頁面。

注意2:自定義Error頁面不會影響machine客戶端的輸出結果

方法1

根據Spring Boot官方文件,如果想要定製這個頁面只需要:

to customize it just add a View that resolves to ‘error’ 這句話講的不是很明白,其實只要看ErrorMvcAutoConfiguration.WhitelabelErrorViewConfiguration的程式碼就知道,只需註冊一個名字叫做error的View型別的Bean就行了。

本例的CustomDefaultErrorViewConfiguration註冊將error頁面改到了templates/custom-error-page/error.html上。

方法2

方法2比方法1簡單很多,在Spring官方文件中沒有說明。其實只需要提供error View所對應的頁面檔案即可。

比如在本例裡,因為使用的是Thymeleaf模板引擎,所以在classpath /templates放一個自定義的error.html就能夠自定義error頁面了。

本章節就不提供程式碼了,有興趣的你可以自己嘗試。

自定義Error屬性

前面看到了不論error頁面還是error json,能夠得到的屬性就只有:timestamp、status、error、exception、message、trace、path。

如果你想自定義這些屬性,可以如Spring Boot官方文件所說的:

simply add a bean of type ErrorAttributes to use the existing mechanism but replace the contents 在ErrorMvcAutoConfiguration.errorAttributes提供了DefaultErrorAttributes,我們也可以參照這個提供一個自己的CustomErrorAttributes覆蓋掉它。

如果使用curl訪問相關地址可以看到,返回的json裡的出了修改過的屬性,還有新增的屬性:

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{

"exception": "customized exception",

"add-attribute": "add-attribute",

"path": "customized path",

"trace": "customized trace",

"error": "customized error",

"message": "customized message",

"timestamp": 1498892609326,

"status": 100

}

自定義ErrorController

在前面提到了curl http://localhost:8080/return-text-plain得不到error資訊,解決這個問題有兩個關鍵點:

  1. 請求的時候指定Accept頭,避免匹配到BasicErrorController.error方法。比如:curl -H ‘Accept: text/plain’ http://localhost:8080/return-text-plain
  2. 提供自定義的ErrorController。

下面將如何提供自定義的ErrorController。按照Spring Boot官方文件的說法:

To do that just extend BasicErrorController and add a public method with a @RequestMapping that has a produces attribute, and create a bean of your new type.

所以我們提供了一個CustomErrorController,並且通過CustomErrorControllerConfiguration將其註冊為Bean。

ControllerAdvice定製特定異常返回結果

根據Spring Boot官方文件的例子,可以使用@ControllerAdvice和@ExceptionHandler對特定異常返回特定的結果。

我們在這裡定義了一個新的異常:AnotherException,然後在BarControllerAdvice中對SomeException和AnotherException定義了不同的@ExceptionHandler:

  • SomeException都返回到controlleradvice/some-ex-error.html上
  • AnotherException統統返回JSON

在BarController中,所有*-a都丟擲SomeException,所有*-b都丟擲AnotherException。下面是用瀏覽器和curl訪問的結果:

注意上方表格的Could not find acceptable representation錯誤,產生這個的原因和之前為何curl text/plain資源無法獲得error是一樣的:無法將@ExceptionHandler返回的資料轉換@RequestMapping.produces所要求的格式。

所以你會發現如果使用@ExceptionHandler,那就得自己根據請求頭Accept的不同而輸出不同的結果了,辦法就是定義一個void @ExceptionHandler,具體見@ExceptionHandler javadoc。

定製不同Status Code的錯誤頁面

Spring Boot 官方文件提供了一種簡單的根據不同Status Code跳到不同error頁面的方法,見這裡

我們可以將不同的Status Code的頁面放在classpath: public/error或classpath: templates/error目錄下,比如400.html、5xx.html、400.ftl、5xx.ftl。

開啟瀏覽器訪問以下url會獲得不同的結果:

注意/loo/error-600返回的是Whitelabel error page,但是/loo/error-403和loo/error-406能夠返回我們期望的錯誤頁面,這是為什麼?先來看看程式碼。

在loo/error-403中,我們丟擲了異常Exception403:

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@ResponseStatus(HttpStatus.FORBIDDEN)

public class Exception403 extends RuntimeException

在loo/error-406中,我們丟擲了異常Exception406:

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@ResponseStatus(NOT_ACCEPTABLE)

public class Exception406 extends RuntimeException

注意到這兩個異常都有@ResponseStatus註解,這個是註解標明瞭這個異常所對應的Status Code。 但是在loo/error-600中丟擲的SomeException沒有這個註解,而是嘗試在Response.setStatus(600)來達到目的,但結果是失敗的,這是為什麼呢?:

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@RequestMapping("/error-600")

public String error600(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws SomeException {

request.setAttribute(WebUtils.ERROR_STATUS_CODE_ATTRIBUTE, 600);

response.setStatus(600);

throw new SomeException();

}

要了解為什麼就需要知道Spring MVC對於異常的處理機制,下面簡單講解一下:

Spring MVC處理異常的地方在DispatcherServlet.processHandlerException,這個方法會利用HandlerExceptionResolver來看異常應該返回什麼ModelAndView。

目前已知的HandlerExceptionResolver有這麼幾個:

  1. DefaultErrorAttributes,只負責把異常記錄在Request attributes中,name是org.springframework.boot.autoconfigure.web.DefaultErrorAttributes.ERROR
  2. ExceptionHandlerExceptionResolver,根據@ExceptionHandler resolve
  3. ResponseStatusExceptionResolver,根據@ResponseStatus resolve
  4. DefaultHandlerExceptionResolver,負責處理Spring MVC標準異常

Exception403和Exception406都有被ResponseStatusExceptionResolver處理了,而SomeException沒有任何Handler處理,這樣DispatcherServlet就會將這個異常往上拋至到容器處理(見DispatcherServlet#L1243),以Tomcat為例,它在StandardHostValve#L317、StandardHostValve#L345會將Status Code設定成500,然後跳轉到/error,結果就是BasicErrorController處理時就看到Status Code=500,然後按照500去找error page找不到,就只能返回White error page了。

實際上,從Request的attributes角度來看,交給BasicErrorController處理時,和容器自己處理時,有幾個相關屬性的內部情況時這樣的:

Attribute name When throw up to Tomcat Handled by HandlerExceptionResolver
DefaultErrorAttributes.ERROR Has value Has Value
DispatcherServlet.EXCEPTION No value Has Value
javax.servlet.error.exception Has value No Value

PS. DefaultErrorAttributes.ERROR = org.springframework.boot.autoconfigure.web.DefaultErrorAttributes.ERROR

PS. DispatcherServlet.EXCEPTION = org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.EXCEPTION

解決辦法有兩個:

1.給SomeException新增@ResponseStatus,但是這個方法有兩個侷限:

  • 如果這個異常不是你能修改的,比如在第三方的Jar包裡
  • 如果@ResponseStatus使用HttpStatus作為引數,但是這個列舉定義的Status Code數量有限

2. 使用@ExceptionHandler,不過得注意自己決定view以及status code

第二種解決辦法的例子loo/error-601,對應的程式碼:

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@RequestMapping("/error-601")

public String error601(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws AnotherException {

throw new AnotherException();

}

@ExceptionHandler(AnotherException.class)

String handleAnotherException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Model model)

throws IOException {

// 需要設定Status Code,否則響應結果會是200

response.setStatus(601);

model.addAllAttributes(errorAttributes.getErrorAttributes(new ServletRequestAttributes(request), true));

return "error/6xx";

}

總結:

1. 沒有被HandlerExceptionResolverresolve到的異常會交給容器處理。已知的實現有(按照順序):

  • DefaultErrorAttributes,只負責把異常記錄在Request attributes中,name是org.springframework.boot.autoconfigure.web.DefaultErrorAttributes.ERROR
  • ExceptionHandlerExceptionResolver,根據@ExceptionHandler resolve
  • ResponseStatusExceptionResolver,根據@ResponseStatus resolve
  • DefaultHandlerExceptionResolver,負責處理Spring MVC標準異常

2. @ResponseStatus用來規定異常對應的Status Code,其他異常的Status Code由容器決定,在Tomcat裡都認定為500(StandardHostValve#L317、StandardHostValve#L345) 3. @ExceptionHandler處理的異常不會經過BasicErrorController,需要自己決定如何返回頁面,並且設定Status Code(如果不設定就是200) 4. BasicErrorController會嘗試根據Status Code找error page,找不到的話就用Whitelabel error page

利用ErrorViewResolver來定製錯誤頁面

前面講到BasicErrorController會根據Status Code來跳轉對應的error頁面,其實這個工作是由DefaultErrorViewResolver完成的。

實際上我們也可以提供自己的ErrorViewResolver來定製特定異常的error頁面。

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@Component

public class SomeExceptionErrorViewResolver implements ErrorViewResolver {

@Override

public ModelAndView resolveErrorView(HttpServletRequest request, HttpStatus status, Map<String, Object> model) {

return new ModelAndView("custom-error-view-resolver/some-ex-error", model);

}

}

不過需要注意的是,無法通過ErrorViewResolver設定Status Code,Status Code由@ResponseStatus或者容器決定(Tomcat裡一律是500)。

@ExceptionHandler 和 @ControllerAdvice

前面的例子中已經有了對@ControllerAdvice和@ExceptionHandler的使用,這裡只是在做一些補充說明:

  1. @ExceptionHandler配合@ControllerAdvice用時,能夠應用到所有被@ControllerAdvice切到的Controller
  2. @ExceptionHandler在Controller裡的時候,就只會對那個Controller生效

參考文件:

歡迎工作一到十年的Java工程師朋友們加入Java進階高階架構:828545509

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附錄I

下表列出哪些特性是Spring Boot的,哪些是Spring MVC的:

Feature Spring Boot Spring MVC
BasicErrorController Yes
ErrorAttributes Yes
ErrorViewResolver Yes
@ControllerAdvice Yes
@ExceptionHandler Yes
@ResponseStatus

Yes

HandlerExceptionResolver Yes