本文是Spring MVC九大組件解析系列第六篇，我們將深入探索Spring MVC的異常處理機制，揭開@ControllerAdvice和@ExceptionHandler的實現原理，分析異常解析的責任鏈模式，并構建統一的異常處理體系。Spring MVC整體設計核心解密參閱：Spring MVC設計精粹：源碼級架構解析與實踐指南

一、異常處理的核心價值

在Web應用中，優雅的異常處理是保障系統健壯性的關鍵：

• 用戶體驗：向用戶提供友好的錯誤提示，而非晦澀的堆棧信息
• 系統可維護性：統一異常格式，便于日志收集和問題排查
• 業務分離：將異常處理邏輯從業務代碼中解耦，保持代碼整潔

Spring MVC通過HandlerExceptionResolver組件實現三大核心功能：

1. 異常轉換：將Java異常轉換為統一的錯誤響應
2. 異常分類：根據不同異常類型采取不同處理策略
3. 異常恢復：在異常發生后盡可能恢復系統狀態

二、核心接口設計

源碼位置：org.springframework.web.servlet.HandlerExceptionResolver
核心源碼：

設計哲學：通過責任鏈模式實現異常處理的解耦和擴展。

三、四大內置實現類源碼解析

1. ExceptionHandlerExceptionResolver（現代異常處理核心）

源碼位置：org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ExceptionHandlerExceptionResolver
支持注解：@ExceptionHandler和@ControllerAdvice
啟動階段：注解掃描與注冊




運行時：異常匹配與處理

2. ResponseStatusExceptionResolver（HTTP狀態碼處理）

源碼位置：org.springframework.web.servlet.mvc.annotation.ResponseStatusExceptionResolver
支持注解：@ResponseStatus和ResponseStatusException
核心源碼：

3. DefaultHandlerExceptionResolver（默認異常轉換）

源碼位置：org.springframework.web.servlet.mvc.support.DefaultHandlerExceptionResolver
主要功能：將Spring MVC內部異常轉換為合適的HTTP狀態碼
核心源碼：

4. SimpleMappingExceptionResolver（傳統配置方式）

源碼位置：org.springframework.web.servlet.handler.SimpleMappingExceptionResolver
主要功能：通過配置文件映射異常到視圖
核心源碼：

配置示例：

@Bean
public SimpleMappingExceptionResolver simpleMappingExceptionResolver() {SimpleMappingExceptionResolver resolver = new SimpleMappingExceptionResolver();Properties mappings = new Properties();mappings.setProperty("java.lang.Exception", "error/generic");mappings.setProperty("java.io.IOException", "error/io");resolver.setExceptionMappings(mappings);resolver.setDefaultErrorView("error/default");return resolver;
}

四、異常處理的責任鏈模式

Spring MVC通過責任鏈模式組織多個ExceptionResolver：

配置順序決定了解析優先級：

// 通過Order接口控制解析順序
@Bean
@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
public ExceptionHandlerExceptionResolver exceptionHandlerExceptionResolver() {return new ExceptionHandlerExceptionResolver();
}@Bean  
@Order(Ordered.LOWEST_PRECEDENCE)
public SimpleMappingExceptionResolver simpleMappingExceptionResolver() {return new SimpleMappingExceptionResolver();
}

五、@ControllerAdvice的深層機制

1. 全局異常處理原理

@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {@ExceptionHandler(Exception.class)public ResponseEntity<ErrorResponse> handleAllExceptions(Exception ex) {ErrorResponse error = new ErrorResponse("系統錯誤", ex.getMessage());return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(error);}@ExceptionHandler(UserNotFoundException.class)public ResponseEntity<ErrorResponse> handleUserNotFound(UserNotFoundException ex) {ErrorResponse error = new ErrorResponse("用戶不存在", ex.getMessage());return ResponseEntity.status(HttpStatus.NOT_FOUND).body(error);}
}

2. 異常匹配算法

關鍵源碼：

六、統一異常處理最佳實踐

1. 標準化錯誤響應

// 統一錯誤響應體
public class ErrorResponse {private String code;    // 錯誤代碼private String message; // 用戶可見消息private String detail;  // 開發調試詳情private long timestamp; // 時間戳private String path;    // 請求路徑// 構造方法等
}// 異常處理器
@ExceptionHandler(Exception.class)
public ResponseEntity<ErrorResponse> handleException(Exception ex, WebRequest request) {ErrorResponse error = ErrorResponse.builder().code("INTERNAL_ERROR").message("系統內部錯誤").detail(ex.getMessage()).path(request.getDescription(false)).timestamp(System.currentTimeMillis()).build();return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(error);
}

2. 業務異常體系設計

// 基礎業務異常
public abstract class BusinessException extends RuntimeException {private final String errorCode;public BusinessException(String errorCode, String message) {super(message);this.errorCode = errorCode;}public String getErrorCode() { return errorCode; }
}// 具體業務異常
public class UserNotFoundException extends BusinessException {public UserNotFoundException(Long userId) {super("USER_NOT_FOUND", "用戶不存在: " + userId);}
}// 統一處理業務異常
@ExceptionHandler(BusinessException.class)
public ResponseEntity<ErrorResponse> handleBusinessException(BusinessException ex) {ErrorResponse error = new ErrorResponse(ex.getErrorCode(), ex.getMessage());return ResponseEntity.status(HttpStatus.BAD_REQUEST).body(error);
}

3. 參數驗證異常處理

@ExceptionHandler(MethodArgumentNotValidException.class)
public ResponseEntity<ErrorResponse> handleValidationException(MethodArgumentNotValidException ex) {List<FieldError> fieldErrors = ex.getBindingResult().getFieldErrors();List<String> errors = fieldErrors.stream().map(error -> error.getField() + ": " + error.getDefaultMessage()).collect(Collectors.toList());ErrorResponse error = new ErrorResponse("VALIDATION_FAILED", "參數驗證失敗", errors);return ResponseEntity.status(HttpStatus.BAD_REQUEST).body(error);
}

七、生產環境高級配置

1. 異常處理監控

@Component
public class ExceptionMonitoringAspect {@Autowiredprivate MeterRegistry meterRegistry;@AfterThrowing(pointcut = "within(@org.springframework.web.bind.annotation.RestController *)", throwing = "ex")public void monitorException(Exception ex) {// 記錄異常指標meterRegistry.counter("exception.count", "type", ex.getClass().getSimpleName(),"handler", "ExceptionHandler").increment();// 發送告警（重要異常）if (ex instanceof CriticalBusinessException) {alertService.sendAlert(new ExceptionAlert(ex));}}
}

2. 動態異常配置

@Configuration
public class DynamicExceptionConfig {@Beanpublic SimpleMappingExceptionResolver dynamicExceptionResolver() {DynamicExceptionResolver resolver = new DynamicExceptionResolver();resolver.setExceptionMappings(loadExceptionMappingsFromDatabase());resolver.setWarnLogCategory(DynamicExceptionResolver.class.getName());return resolver;}private Properties loadExceptionMappingsFromDatabase() {// 從數據庫加載異常映射配置Properties mappings = new Properties();exceptionConfigRepository.findAll().forEach(config -> mappings.setProperty(config.getExceptionClass(), config.getViewName()));return mappings;}
}

3. 微服務異常傳播

// 跨服務異常響應體
public class ServiceErrorResponse {private String serviceName;private String traceId;private ErrorResponse error;// 構造方法等
}// 全局異常處理器（微服務版）
@ExceptionHandler(Exception.class)
public ResponseEntity<ServiceErrorResponse> handleMicroserviceException(Exception ex, HttpServletRequest request) {// 獲取分布式追蹤IDString traceId = (String) request.getAttribute("X-Trace-Id");ServiceErrorResponse serviceError = new ServiceErrorResponse("user-service", traceId, convertToErrorResponse(ex));return ResponseEntity.status(determineHttpStatus(ex)).header("X-Trace-Id", traceId).body(serviceError);
}

八、設計思想總結

1. 責任鏈模式
   多個ExceptionResolver組成處理鏈，各司其職
2. 注解驅動
   @ExceptionHandler和@ControllerAdvice提供聲明式異常處理
3. 分層處理
   從具體異常到通用異常的逐級fallback機制
4. 統一抽象
   標準化錯誤響應格式，提升系統可維護性
5. 可擴展架構
   支持自定義ExceptionResolver滿足特殊需求

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下一篇預告：
九大組件源碼剖析（七）：ViewResolver - 視圖解析的智慧
我們將深入分析視圖解析機制，探索模板引擎集成原理，以及如何實現多視圖技術統一抽象。

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思考題：在微服務架構下，如何設計跨服務的異常處理適配器，實現異常信息的標準化和跨服務傳播？