小白学习spring-cloud(十三)：Spring Cloud Gateway过滤器精确控制异常返回(分析篇)

前言

• 在《小白学习spring-cloud(十二): Spring Cloud Gateway修改请求和响应body的内容》一文中，咱们通过filter成功修改请求body的内容，当时留下个问题：在filter中如果发生异常（例如请求参数不合法），抛出异常信息的时候，调用方收到的返回码和body都是Spring Cloud Gateway框架处理后的，调用方无法根据这些内容知道真正的错误原因，如下图：
• 本篇任务就是分析上述现象的原因，通过阅读源码搞清楚返回码和响应body生成的具体逻辑

提前小结

• 这里将分析结果提前小结出来，如果您很忙碌没太多时间却又想知道最终原因，直接关注以下小结即可：

1. Spring Cloud Gateway应用中，有个ErrorAttributes类型的bean，它的getErrorAttributes方法返回了一个map
2. 应用抛出异常时，返回码来自上述map的status的值，返回body是整个map序列化的结果
3. 默认情况下ErrorAttributes的实现类是DefaultErrorAttributes

• 再看上述map的status值（也就是response的返回码），在DefaultErrorAttributes是如何生成的：

1. 先看异常对象是不是ResponseStatusException类型
2. 如果是ResponseStatusException类型，就调用异常对象的getStatus方法作为返回值
3. 如果不是ResponseStatusException类型，再看异常类有没有ResponseStatus注解，
4. 如果有，就取注解的code属性作为返回值
5. 如果异常对象既不是ResponseStatusException类型，也没有ResponseStatus注解，就返回500

• 最后看map的message字段（也就是response body的message字段），在DefaultErrorAttributes是如何生成的：

1. 异常对象是不是BindingResult类型
2. 如果不是BindingResult类型，就看是不是ResponseStatusException类型
3. 如果是，就用getReason作为返回值
4. 如果也不是ResponseStatusException类型，就看异常类有没有ResponseStatus注解，如果有就取该注解的reason属性作为返回值
5. 如果通过注解取得的reason也无效，就返回异常的getMessage字段

上述内容就是本篇精华，但是并未包含分析过程。

Spring Cloud Gateway错误处理源码

• 首先要看的是配置类ErrorWebFluxAutoConfiguration.java，这里面向spring注册了两个实例， <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> 每个都非常重要 \color{red}每个都非常重要 </math>每个都非常重要，咱们先关注第一个，也就是说ErrorWebExceptionHandler的实现类是DefaultErrorWebExceptionHandler：
• 处理异常时，会通过FluxOnErrorResume调用到这个ErrorWebExceptionHandler的handle方法处理，该方法在其父类AbstractErrorWebExceptionHandler.java中，如下图，红框位置的代码是关键，异常返回内容就是在这里决定的：
• 展开这个getRoutingFunction方法，可见会调用renderErrorResponse来处理响应：

protected RouterFunction<ServerResponse> getRoutingFunction(ErrorAttributes errorAttributes) {
    return RouterFunctions.route(this.acceptsTextHtml(), this::renderErrorView).andRoute(RequestPredicates.all(), this::renderErrorResponse);
}

• 打开renderErrorResponse方法，如下所示，真相大白了！

protected Mono<ServerResponse> renderErrorResponse(ServerRequest request) {
  // 取出所有错误信息
  Map<String, Object> error = this.getErrorAttributes(request, this.getErrorAttributeOptions(request, MediaType.ALL));
  
  // 构造返回的所有信息 
  return ServerResponse
           // 控制返回码
           .status(this.getHttpStatus(error))
           // 控制返回ContentType
           .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON)
           // 控制返回内容
           .body(BodyInserters.fromValue(error));
}

• 通过上述代码，咱们得到两个重要结论：

1. 返回给调用方的状态码，取决于getHttpStatus方法的返回值
2. 返回给调用方的body，取决于error的内容

• 都已经读到了这里，自然要看看getHttpStatus的内部，如下所示，status来自入参：

protected int getHttpStatus(Map<String, Object> errorAttributes) {
    return (Integer)errorAttributes.get("status");
}

• 至此，咱们可以得出一个结论：getErrorAttributes方法的返回值是决定返回码和返回body的关键！
• 来看看这个getErrorAttributes方法的庐山真面吧，在DefaultErrorAttributes.java中（回忆刚才看ErrorWebFluxAutoConfiguration.java的时候，前面曾提到里面的东西都很重要，也包括errorAttributes方法）：

public Map<String, Object> getErrorAttributes(ServerRequest request, ErrorAttributeOptions options) {
    Map<String, Object> errorAttributes = this.getErrorAttributes(request, options.isIncluded(Include.STACK_TRACE));
    if (!options.isIncluded(Include.EXCEPTION)) {
        errorAttributes.remove("exception");
    }

    if (!options.isIncluded(Include.STACK_TRACE)) {
        errorAttributes.remove("trace");
    }

    if (!options.isIncluded(Include.MESSAGE) && errorAttributes.get("message") != null) {
        errorAttributes.remove("message");
    }

    if (!options.isIncluded(Include.BINDING_ERRORS)) {
        errorAttributes.remove("errors");
    }

    return errorAttributes;
}

• 篇幅所限，就不再展开上述代码了，直接上结果吧：

1. 返回码来自determineHttpStatus的返回
2. message字段来自determineMessage的返回

• 打开determineHttpStatus方法，终极答案揭晓，请关注中文注释：

private HttpStatus determineHttpStatus(Throwable error, MergedAnnotation<ResponseStatus> responseStatusAnnotation) {
    // 异常对象是不是ResponseStatusException类型
    return error instanceof ResponseStatusException 
    // 如果是ResponseStatusException类型，就调用异常对象的getStatus方法作为返回值
    ? ((ResponseStatusException)error).getStatus() 
    // 如果不是ResponseStatusException类型，再看异常类有没有ResponseStatus注解， 
    // 如果有，就取注解的code属性作为返回值
    : (HttpStatus)responseStatusAnnotation.getValue("code", HttpStatus.class)
    // 如果异常对象既不是ResponseStatusException类型，也没有ResponseStatus注解，就返回500
    .orElse(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR);
}

• 另外，message字段的内容也确定了：

private String determineMessage(Throwable error, MergedAnnotation<ResponseStatus> responseStatusAnnotation) {
    // 异常对象是不是BindingResult类型
    if (error instanceof BindingResult) {
        // 如果是，就用getMessage作为返回值
        return error.getMessage();
    } 
    // 如果不是BindingResult类型，就看是不是ResponseStatusException类型
    else if (error instanceof ResponseStatusException) {
        // 如果是，就用getReason作为返回值
        return ((ResponseStatusException)error).getReason();
    } else {
        // 如果也不是ResponseStatusException类型， 
        // 就看异常类有没有ResponseStatus注解，如果有就取该注解的reason属性作为返回值
        String reason = (String)responseStatusAnnotation.getValue("reason", String.class).orElse("");
        if (StringUtils.hasText(reason)) {
            return reason;
        } else {
            // 如果通过注解取得的reason也无效，就返回异常的getMessage字段
            return error.getMessage() != null ? error.getMessage() : "";
        }
    }
}

至此，源码分析已完成