Day616.SpringException常见错误 -Spring常见编程错误

Posted 2022-05-18 阿昌喜欢吃黄桃

SpringException常见错误

Spring针对异常处理也会存在系列的问题，以下举两个SpringException的常见错误。

一、小心过滤器异常

还是沿用之前在事务处理中用到的学生注册的案例，来讨论异常处理的问题：

@Controller
@Slf4j
public class StudentController 
    public StudentController()
        System.out.println("construct");
    


    @PostMapping("/regStudent/name")
    @ResponseBody
    public String saveUser(String name) throws Exception 
        System.out.println("......用户注册成功");
        return "success";
    

​为了保证安全，这里需要给请求加一个保护，通过验证 Token 的方式来验证请求的合法性。

这个 Token 需要在每次发送请求的时候带在请求的 header 中，header 的 key 是 Token。

为了校验这个 Token，我们引入了一个 Filter 来处理这个校验工作，这里我使用了一个最简单的 Token：111111。当 Token 校验失败时，就会抛出一个自定义的 NotAllowException，交由 Spring 处理：

@WebFilter
@Component
public class PermissionFilter implements Filter 
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException 
        HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest) request;
        String token = httpServletRequest.getHeader("token");


        if (!"111111".equals(token)) 
            System.out.println("throw NotAllowException");
            throw new NotAllowException();
        
        chain.doFilter(request, response);
    


    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException 
    


    @Override
    public void destroy() 
    

NotAllowException 就是一个简单的 RuntimeException 的子类：

public class NotAllowException extends RuntimeException 
    public NotAllowException() 
        super();
    

同时，新增了一个 RestControllerAdvice 来处理这个异常，处理方式也很简单，就是返回一个 403 的 resultCode：

@RestControllerAdvice
public class NotAllowExceptionHandler 
    @ExceptionHandler(NotAllowException.class)
    @ResponseBody
    public String handle() 
        System.out.println("403");
        return "\\"resultCode\\": 403";
    

为了验证一下失败的情况，我们模拟了一个请求，在 HTTP 请求头里加上一个 Token，值为 111，这样就会引发错误了，我们可以看看会不会被 NotAllowExceptionHandler 处理掉。

然而，在控制台上，我们只看到了下面这样的输出，这其实就说明了 NotAllowExceptionHandler 并没有生效。

throw NotAllowException

那问题出在哪里呢？？？

---

针对SringFilter的执行流程图如下：

从这张图中可以看出，当所有的过滤器被执行完毕以后，Spring 才会进入 Servlet 相关的处理，而 DispatcherServlet 才是整个 Servlet 处理的核心，它是前端控制器设计模式的实现，提供 Spring Web MVC 的集中访问点并负责职责的分派。

正是在这里，Spring 处理了请求和处理器之间的对应关系，以及这个案例我们所关注的问题——统一异常处理。其实说到这里，我们已经了解到过滤器内异常无法被统一处理的大致原因，就是因为异常处理发生在上图的红色区域，即 DispatcherServlet 中的 doDispatch()，而此时，过滤器已经全部执行完毕了。

针对 ControllerAdvice 是如何被 Spring 加载并对外暴露的。

在 Spring Web 的核心配置类 WebMvcConfigurationSupport 中，被 @Bean 修饰的 handlerExceptionResolver()，会调用 addDefaultHandlerExceptionResolvers() 来添加默认的异常解析器。

@Bean
public HandlerExceptionResolver handlerExceptionResolver(
      @Qualifier("mvcContentNegotiationManager") ContentNegotiationManager contentNegotiationManager) 
   List<HandlerExceptionResolver> exceptionResolvers = new ArrayList<>();
   configureHandlerExceptionResolvers(exceptionResolvers);
   //当exceptionResolvers为空的时候
   if (exceptionResolvers.isEmpty()) 
   		//添加默认的异常解析器
      addDefaultHandlerExceptionResolvers(exceptionResolvers, contentNegotiationManager);
   
   extendHandlerExceptionResolvers(exceptionResolvers);
   HandlerExceptionResolverComposite composite = new HandlerExceptionResolverComposite();
   composite.setOrder(0);
   composite.setExceptionResolvers(exceptionResolvers);
   return composite;

最终按照下图的调用栈，Spring 实例化了 ExceptionHandlerExceptionResolver 类。

从源码中我们可以看出，ExceptionHandlerExceptionResolver 类实现了 InitializingBean 接口，并覆写了 afterPropertiesSet()。

public void afterPropertiesSet() 
   // Do this first, it may add ResponseBodyAdvice beans
   initExceptionHandlerAdviceCache();
    //省略非关键代码

并在 initExceptionHandlerAdviceCache() 中完成了所有 ControllerAdvice 中的 ExceptionHandler 的初始化。

其具体操作，就是查找所有 @ControllerAdvice 注解的 Bean，把它们放到成员变量 exceptionHandlerAdviceCache 中。在我们这个案例里，就是指 NotAllowExceptionHandler 这个异常处理器。

private void initExceptionHandlerAdviceCache() 
   //省略非关键代码
   List<ControllerAdviceBean> adviceBeans = ControllerAdviceBean.findAnnotatedBeans(getApplicationContext());
   for (ControllerAdviceBean adviceBean : adviceBeans) 
      Class<?> beanType = adviceBean.getBeanType();
      if (beanType == null) 
         throw new IllegalStateException("Unresolvable type for ControllerAdviceBean: " + adviceBean);
      
      ExceptionHandlerMethodResolver resolver = new ExceptionHandlerMethodResolver(beanType);
      if (resolver.hasExceptionMappings()) 
         this.exceptionHandlerAdviceCache.put(adviceBean, resolver);
      
 //省略非关键代码

到这，我们可以总结一下，WebMvcConfigurationSupport 中的 handlerExceptionResolver() 实例化并注册了一个 ExceptionHandlerExceptionResolver 的实例，而所有被 @ControllerAdvice 注解修饰的异常处理器，都会在 ExceptionHandlerExceptionResolver 实例化的时候自动扫描并装载在其类成员变量 exceptionHandlerAdviceCache 中。

当第一次请求发生时，DispatcherServlet 中的 initHandlerExceptionResolvers() 将获取所有注册到 Spring 的 HandlerExceptionResolver 类型的实例，而 ExceptionHandlerExceptionResolver 恰好实现了 HandlerExceptionResolver 接口，这些 HandlerExceptionResolver 类型的实例则会被写入到类成员变量 handlerExceptionResolvers 中。

private void initHandlerExceptionResolvers(ApplicationContext context) 
   this.handlerExceptionResolvers = null;

   if (this.detectAllHandlerExceptionResolvers) 
      // Find all HandlerExceptionResolvers in the ApplicationContext, including ancestor contexts.
      Map<String, HandlerExceptionResolver> matchingBeans = BeanFactoryUtils
            .beansOfTypeIncludingAncestors(context, HandlerExceptionResolver.class, true, false);
      if (!matchingBeans.isEmpty()) 
         this.handlerExceptionResolvers = new ArrayList<>(matchingBeans.values());
         // We keep HandlerExceptionResolvers in sorted order.
         AnnotationAwareOrderComparator.sort(this.handlerExceptionResolvers);
      
      //省略非关键代码

ControllerAdvice 是如何被 Spring 消费并处理异常的。

下文贴出的是核心类 DispatcherServlet 中的核心方法 doDispatch() 的部分代码：

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception 
   //省略非关键代码

   try 
      ModelAndView mv = null;
      Exception dispatchException = null;
      try 
         //省略非关键代码
         //查找当前请求对应的 handler，并执行
         //省略非关键代码
      
      catch (Exception ex) 
         dispatchException = ex;
      
      catch (Throwable err) 
         dispatchException = new NestedServletException("Handler dispatch failed", err);
      
      processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, dispatchException);
   
   //省略非关键代码

Spring 在执行用户请求时，当在“查找”和“执行”请求对应的 handler 过程中发生异常，就会把异常赋值给 dispatchException，再交给 processDispatchResult() 进行处理。

private void processDispatchResult(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
      @Nullable HandlerExecutionChain mappedHandler, @Nullable ModelAndView mv,
      @Nullable Exception exception) throws Exception 
   boolean errorView = false;
   if (exception != null) 
      if (exception instanceof ModelAndViewDefiningException) 
         mv = ((ModelAndViewDefiningException) exception).getModelAndView();
      
      else 
         Object handler = (mappedHandler != null ? mappedHandler.getHandler() : null);
         mv = processHandlerException(request, response, handler, exception);
         errorView = (mv != null);
      
   
   //省略非关键代码

进一步处理后，即当 Exception 不为 null 时，继续交给 processHandlerException 处理。

protected ModelAndView processHandlerException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
      @Nullable Object handler, Exception ex) throws Exception 
   //省略非关键代码
   ModelAndView exMv = null;
   if (this.handlerExceptionResolvers != null) 
      for (HandlerExceptionResolver resolver : this.handlerExceptionResolvers) 
         exMv = resolver.resolveException(request, response, handler, ex);
         if (exMv != null) 
            break;
         
      
   
   //省略非关键代码

然后，processHandlerException 会从类成员变量 handlerExceptionResolvers 中获取有效的异常解析器，对异常进行解析。

显然，这里的 handlerExceptionResolvers 一定包含我们声明的 NotAllowExceptionHandler#NotAllowException 的异常处理器的 ExceptionHandlerExceptionResolver 包装类。

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解决方案：

为了利用 Spring MVC 的异常处理机制，我们需要对 Filter 做一些改造。手动捕获异常，并将异常 HandlerExceptionResolver 进行解析处理。我们可以这样修改 PermissionFilter，注入 HandlerExceptionResolver：

@Autowired
@Qualifier("handlerExceptionResolver")
private HandlerExceptionResolver resolver;

然后，在 doFilter 里捕获异常并交给 HandlerExceptionResolver 处理：

    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException 
        HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest) request;
        HttpServletResponse httpServletResponse = (HttpServletResponse) response;
        String token = httpServletRequest.getHeader("token");
        if (!"111111".equals(token)) 
            System.out.println("throw NotAllowException");
            resolver.resolveException(httpServletRequest, httpServletResponse, null, new NotAllowException());
            return;
        
        chain.doFilter(request, response);
    

当我们尝试用错误的 Token 请求，控制台得到了以下信息：

throw NotAllowException
403

返回的 JSON 是：

“resultCode”: 403

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二、自定义抛出404 异常失效

继续沿用案例，为了防止一些异常的访问，我们需要记录所有 404 状态的访问记录，并返回一个我们的自定义结果。

一般使用 RESTful 接口时我们会统一返回 JSON 数据，返回值格式如下：

“resultCode”: 404

但是 Spring 对 404 异常是进行了默认资源映射的，并不会返回我们想要的结果，也不会对这种错误做记录。

于是我们添加了一个 ExceptionHandlerController，它被声明成 @RestControllerAdvice 来全局捕获 Spring MVC 中抛出的异常。ExceptionHandler 的作用正是用来捕获指定的异常：

@RestControllerAdvice
public class MyExceptionHandler 
    @ResponseStatus(HttpStatus.NOT_FOUND)
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    @ResponseBody
    public String handle404() 
        System.out.println("404");
        return "\\"resultCode\\": 404";
    

当效果不如人意，如下：

“timestamp”:“2021-05-19T22:24:01.559+0000”,“status”:404,“error”:“Not Found”,“message”:“No message available”,“path”:“/regStudent1”

一看就知道Spring自己捕获到了一场，并处理抛出

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那针对为什么会这样子，我们肯定会想，Spring的那个异常处理器处理了我们的抛出的404异常？

从DispatcherServlet 中的 doDispatch() 核心代码寻找，如下：

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception 
        //省略非关键代码
         mappedHandler = getHandler(processedRequest);
         if (mappedHandler == null) 
            noHandlerFound(processedRequest, response);
            return;
         
         //省略非关键代码

首先调用 getHandler() 获取当前请求的处理器，如果获取不到，则调用 noHandlerFound()：

protected void noHandlerFound(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception 
	//this.throwExceptionIfNoHandlerFound为true，就会抛出NoHandlerFoundException异常
   if (this.throwExceptionIfNoHandlerFound) 
      throw new NoHandlerFoundException(request.getMethod(), getRequestUri(request),
            new ServletServerHttpRequest(request).getHeaders());
   
   else 
      response.sendError(HttpServletResponse.SC_NOT_FOUND);
   

noHandlerFound() 的逻辑非常简单，如果 throwExceptionIfNoHandlerFound 属性为 true，则直接抛出 NoHandlerFoundException 异常，反之则会进一步获取到对应的请求处理器执行，并将执行结果返回给客户端。

实际上这里还存在另一个坑，在 Spring Web 的 WebMvcAutoConfiguration 类中，其默认添加的两个 ResourceHandler，一个是用来处理请求路径 /webjars/**，而另一个是 /**。

即便当前请求没有定义任何对应的请求处理器，getHandler() 也一定会获取到一个 Handler 来处理当前请求，因为第二个匹配 /** 路径的 ResourceHandler 决定了任何请求路径都会被其处理。

mappedHandler == null 判断条件永远不会成立，显然就不可能走到 noHandlerFound()，那么就不会抛出 NoHandlerFoundException 异常，也无法被后续的异常处理器进一步处理。

WebMvcAutoConfiguration 类中的 addResourceHandlers()，通过这个方法，我们可以知道当前有哪些 ResourceHandler 的集合被注册到了 Spring 容器中：

public void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) 
	//可以看到，当this.resourceProperties.isAddMappings()为false的时候，就会直接reture，直接跳过，不添加以下两个默认异常处理器
   if (!this.resourceProperties.isAddMappings()) 
      logger.debug("Default resource handling disabled");
      return;
   
   Duration cachePeriod = this.resourceProperties.getCache().getPeriod();
   CacheControl cacheControl = this.resourceProperties.getCache().getCachecontrol().toHttpCacheControl();
   if (!registry.hasMappingForPattern("/webjars/**")) 
      customizeResourceHandlerRegistration(registry.addResourceHandler("/webjars/**")
            .addResourceLocations("classpath:/META-INF/resources/webjars/")
            .setCachePeriod(getSeconds(cachePeriod)).setCacheControl(cacheControl));
   
   String staticPathPattern = this.mvcProperties.getStaticPathPattern();
   if (!registry.hasMappingForPattern(staticPathPattern)) 
      customizeResourceHandlerRegistration(registry.addResourceHandler(staticPathPattern)
            .addResourceLocations(getResourceLocations(this.resourceProperties.getStaticLocations()))
            .setCachePeriod(getSeconds(cachePeriod)).setCacheControl(cacheControl));
   

从而验证我们一开始得出的结论，此处添加了两个 ResourceHandler，一个是用来处理请求路径 /webjars/**， 而另一个是 /**。

   if (!this.resourceProperties.isAddMappings()) 
      logger.debug("Default resource handling disabled");
      return;
   

可以看到，当this.resourceProperties.isAddMappings()为false的时候，就会直接reture，直接跳过，不添加以下两个默认异常处理器

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那对应的解决方案：

增加两个配置文件如下：

spring.resources.add-mappings=false
spring.mvc.throwExceptionIfNoHandlerFound=true

修改 MyExceptionHandler 的 @ExceptionHandler 为 NoHandlerFoundException 即可：

@ExceptionHandler(NoHandlerFoundException.class)

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三、总结

• DispatcherServlet 类中的 doDispatch() 是整个 Servlet 处理的核心，它不仅实现了请求的分发，也提供了异常统一处理等等一系列功能；
• WebMvcConfigurationSupport 是 Spring Web 中非常核心的一个配置类，无论是异常处理器的包装注册（HandlerExceptionResolver），还是资源处理器的包装注册（SimpleUrlHandlerMapping），都是依靠这个类来完成的。

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