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Spring Boot 中的全局异常处理器

在开发企业级应用时，错误和异常的处理是一个非常重要的环节。Spring Boot 提供了一些便捷的方式来处理全局异常，确保应用在异常情况下能够优雅地处理错误，并返回合理的错误响应。本篇文章将深入探讨如何在 Spring Boot 中实现全局异常处理，包括常见的异常处理场景和代码示例。

引言
Spring Boot 异常处理机制概述
- 默认异常处理机制
- 自定义异常处理机制
全局异常处理器的实现
- 使用 @ControllerAdvice
- 使用 @ExceptionHandler
案例 1: 基本的全局异常处理
案例 2: 处理不同类型的异常
案例 3: 返回自定义错误响应
异常分类及应用场景
日志记录与监控
结论

引言

在Spring Boot应用中，异常处理是确保应用稳定运行的重要组成部分。错误的发生不可避免，但如何优雅地处理异常并确保系统的健壮性，则是开发人员需要关注的重点。Spring Boot 提供了多种方式来捕获和处理异常。通过使用 @ControllerAdvice、@ExceptionHandler 等机制，我们可以轻松实现全局异常处理。

Spring Boot 异常处理机制概述

Spring Boot 中的异常处理机制可以分为以下几类：

默认异常处理机制

Spring Boot 默认提供了一些基本的异常处理机制，例如，当请求映射的资源找不到时，Spring Boot 会自动返回一个 404 错误。如果发生服务器内部错误，Spring Boot 会返回一个 500 错误。尽管默认的异常处理已经涵盖了很多常见情况，但在实际开发中，我们可能需要根据业务需求对异常进行更加细粒度的处理。

自定义异常处理机制

自定义异常处理机制能够帮助开发人员更精确地控制错误响应的格式和内容。通过定义自定义的异常类和异常处理类，我们可以根据不同的异常类型返回不同的 HTTP 状态码和错误信息。

全局异常处理器的实现

使用 `@ControllerAdvice`

Spring Boot 提供的 @ControllerAdvice 注解可以帮助我们定义全局异常处理器。@ControllerAdvice 注解的类会被 Spring 自动扫描，并且应用于所有的控制器中，能够拦截处理所有的异常。

示例：

javaCopy Code
@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    @ExceptionHandler(ResourceNotFoundException.class)
    public ResponseEntity<ErrorResponse> handleResourceNotFoundException(ResourceNotFoundException ex) {
        ErrorResponse error = new ErrorResponse("RESOURCE_NOT_FOUND", ex.getMessage());
        return new ResponseEntity<>(error, HttpStatus.NOT_FOUND);
    }

    @ExceptionHandler(IllegalArgumentException.class)
    public ResponseEntity<ErrorResponse> handleIllegalArgumentException(IllegalArgumentException ex) {
        ErrorResponse error = new ErrorResponse("BAD_REQUEST", ex.getMessage());
        return new ResponseEntity<>(error, HttpStatus.BAD_REQUEST);
    }

    @ExceptionHandler(Exception.class)
    public ResponseEntity<ErrorResponse> handleGeneralException(Exception ex) {
        ErrorResponse error = new ErrorResponse("INTERNAL_SERVER_ERROR", "An unexpected error occurred");
        return new ResponseEntity<>(error, HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR);
    }
}

使用 `@ExceptionHandler`

在 @ControllerAdvice 中，@ExceptionHandler 注解可以用来指定方法来处理特定类型的异常。你可以定义多个 @ExceptionHandler 来分别处理不同类型的异常。

示例：

javaCopy Code
@ExceptionHandler(ResourceNotFoundException.class)
public ResponseEntity<ErrorResponse> handleResourceNotFoundException(ResourceNotFoundException ex) {
    ErrorResponse error = new ErrorResponse("RESOURCE_NOT_FOUND", ex.getMessage());
    return new ResponseEntity<>(error, HttpStatus.NOT_FOUND);
}

返回自定义错误响应

我们可以创建一个 ErrorResponse 类，用于封装返回的错误信息。

示例：

javaCopy Code
public class ErrorResponse {
    private String errorCode;
    private String message;

    public ErrorResponse(String errorCode, String message) {
        this.errorCode = errorCode;
        this.message = message;
    }

    // getters and setters
}

案例 1: 基本的全局异常处理

在这个案例中，我们将通过 @ControllerAdvice 实现一个简单的全局异常处理器，用于捕获 ResourceNotFoundException 类型的异常。

步骤：

定义自定义异常类 ResourceNotFoundException。
创建全局异常处理器类，使用 @ControllerAdvice 注解。
配置异常处理方法，返回标准的错误响应。

示例：

javaCopy Code
public class ResourceNotFoundException extends RuntimeException {
    public ResourceNotFoundException(String message) {
        super(message);
    }
}

@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    @ExceptionHandler(ResourceNotFoundException.class)
    public ResponseEntity<ErrorResponse> handleResourceNotFoundException(ResourceNotFoundException ex) {
        ErrorResponse error = new ErrorResponse("RESOURCE_NOT_FOUND", ex.getMessage());
        return new ResponseEntity<>(error, HttpStatus.NOT_FOUND);
    }
}

测试：

javaCopy Code
@RestController
@RequestMapping("/api")
public class ResourceController {

    @GetMapping("/resource/{id}")
    public ResponseEntity<String> getResource(@PathVariable("id") Long id) {
        if (id == null || id <= 0) {
            throw new ResourceNotFoundException("Resource not found");
        }
        return ResponseEntity.ok("Resource found");
    }
}

案例 2: 处理不同类型的异常

在现实的应用中，我们需要根据不同的异常类型返回不同的 HTTP 状态码。比如，对于非法参数，可以返回 400 Bad Request，对于资源未找到，则返回 404 Not Found。

示例：

javaCopy Code
@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    @ExceptionHandler(ResourceNotFoundException.class)
    public ResponseEntity<ErrorResponse> handleResourceNotFoundException(ResourceNotFoundException ex) {
        ErrorResponse error = new ErrorResponse("RESOURCE_NOT_FOUND", ex.getMessage());
        return new ResponseEntity<>(error, HttpStatus.NOT_FOUND);
    }

    @ExceptionHandler(IllegalArgumentException.class)
    public ResponseEntity<ErrorResponse> handleIllegalArgumentException(IllegalArgumentException ex) {
        ErrorResponse error = new ErrorResponse("BAD_REQUEST", ex.getMessage());
        return new ResponseEntity<>(error, HttpStatus.BAD_REQUEST);
    }
}

案例 3: 返回自定义错误响应

当出现异常时，我们不仅仅需要返回状态码，还需要返回详细的错误信息。为了达到这个目的，我们可以创建一个包含更多字段的错误响应类。

示例：

javaCopy Code
public class ErrorResponse {
    private String errorCode;
    private String message;
    private String details;
    private LocalDateTime timestamp;

    public ErrorResponse(String errorCode, String message, String details) {
        this.errorCode = errorCode;
        this.message = message;
        this.details = details;
        this.timestamp = LocalDateTime.now();
    }

    // getters and setters
}

异常分类及应用场景

不同类型的异常在不同的应用场景中扮演不同的角色。在这一部分，我们将深入探讨一些常见的异常分类，并举例说明它们的应用场景。

业务逻辑异常

这些异常通常发生在业务逻辑处理过程中，比如无法找到资源、无效的用户输入等。我们通常会为这些异常定义自定义的异常类。

数据库异常

数据库操作时，如果发生了诸如数据一致性错误、连接超时等问题，我们需要捕获这些异常，并返回适当的错误响应。

网络异常

在分布式系统中，网络问题可能导致连接超时或服务不可达。这类异常通常需要特别的处理机制。

日志记录与监控

异常处理不仅仅是返回错误响应，还需要进行日志记录，帮助开发人员进行问题排查。Spring Boot 提供了完善的日志记录机制，可以与异常处理器结合使用。

结论

Spring Boot 提供了灵活且易用的异常处理机制，使用 @ControllerAdvice 和 @ExceptionHandler 我们可以轻松实现全