Spring MVC 统一响应格式：ResponseBodyAdvice 从浅入深

fouryears_234172025-07-25 10:56

在构建 RESTful API 时，保持响应格式的一致性是一个重要的设计原则。无论是成功响应还是错误响应，统一的格式可以让前端开发人员更容易处理数据，也使 API 文档更加清晰。Spring MVC 提供了 ResponseBodyAdvice 接口，它允许我们在响应体写入之前对其进行拦截和修改，是实现统一响应格式的理想工具。本文将全面介绍 ResponseBodyAdvice 的使用方法、实现原理和注意点。

一、基础概念

1.1 什么是 ResponseBodyAdvice

ResponseBodyAdvice 是 Spring MVC 框架中的一个接口，它允许在 Controller 处理完请求后、响应体被写入 HTTP 响应之前，对响应体进行修改或包装。这个接口定义在 org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation 包中，是 Spring 4.1 版本引入的特性。

1.2 为什么需要统一响应格式

在实际项目开发中，统一响应格式有以下几个好处：

  1. 前后端协作更加顺畅：前端开发人员可以期望所有 API 返回相同结构的数据
  2. 错误处理更加一致：无论是业务逻辑错误还是系统异常，都可以用相同的格式返回
  3. 简化客户端代码：客户端可以用统一的方式解析响应，减少特殊情况处理
  4. 提高 API 的可维护性：当需要修改响应格式时，只需要修改一处代码

二、基本实现

2.1 定义统一响应类

首先，我们需要定义一个统一的响应类，用于包装所有的 API 响应：

为了让我们的统一响应处理更加健壮，我们可以优化 ResponseAdvice 的实现，使其能够处理 null 返回值，并对 String 类型响应的 Content-Type 进行精确设置。

java 复制代码 
public class Result<T> {
    private Integer code;      // 状态码
    private String message;    // 消息
    private T data;           // 数据
    
    // 成功静态方法
    public static <T> Result<T> success(T data) {
        Result<T> result = new Result<>();
        result.setCode(200);
        result.setMessage("操作成功");
        result.setData(data);
        return result;
    }
    
    // 失败静态方法
    public static <T> Result<T> error(Integer code, String message) {
        Result<T> result = new Result<>();
        result.setCode(code);
        result.setMessage(message);
        return result;
    }
    
    // getter 和 setter 方法省略
}

2.2 实现 ResponseBodyAdvice 接口

接下来，我们实现 ResponseBodyAdvice 接口，将所有的响应包装成统一格式：

java 复制代码 
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.springframework.core.MethodParameter;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.http.converter.HttpMessageConverter;
import org.springframework.http.server.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.ServerHttpResponse;
import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;
import org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ResponseBodyAdvice;

// 通过 basePackages 属性，我们可以指定对哪些包下的 Controller 进行拦截
// 这样可以提高性能，并避免意外拦截到 Spring Boot Actuator 或其他框架的接口
@ControllerAdvice(basePackages = "com.example.controller") // 请替换为你的项目包名
public class ResponseAdvice implements ResponseBodyAdvice<Object> {
    
    private final ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
    
    /**
     * 判断是否要执行 beforeBodyWrite 方法。
     * true：执行，false：不执行
     */
    @Override
    public boolean supports(MethodParameter returnType, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> converterType) {
        // 检查方法或类上是否有 @IgnoreResponseAdvice 注解
        if (returnType.getContainingClass().isAnnotationPresent(IgnoreResponseAdvice.class) ||
            (returnType.getMethod() != null && returnType.getMethod().isAnnotationPresent(IgnoreResponseAdvice.class))) {
            return false;
        }
        // 返回 true 表示拦截所有响应
        return true;
    }
    
    /**
     * 在响应体写入前的处理
     */
    @Override
    public Object beforeBodyWrite(Object body, MethodParameter returnType, 
                                 MediaType selectedContentType, 
                                 Class<? extends HttpMessageConverter<?>> selectedConverterType, 
                                 ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response) {
        // 如果响应已经是 Result 类型，则无需再包装
        if (body instanceof Result) {
            return body;
        }

        // 如果 Controller 方法返回类型是 void，Spring Boot 会返回 null
        // 我们将其包装成成功的响应
        if (body == null) {
            return Result.success(null);
        }
        
        // 特殊处理 String 类型，因为 Spring MVC 会使用 StringHttpMessageConverter
        // 如果我们直接返回 Result 对象，会导致类型转换异常
        if (body instanceof String) {
            // 需要手动将 Result 对象序列化为 JSON 字符串
            response.getHeaders().setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON);
            try {
                return objectMapper.writeValueAsString(Result.success(body));
            } catch (JsonProcessingException e) {
                // 序列化异常时，返回一个标准的错误响应
                // 这里最好也序列化为字符串，以避免再次触发转换问题
                try {
                     return objectMapper.writeValueAsString(Result.error(500, "响应序列化失败"));
                } catch (JsonProcessingException ex) {
                    // 极端情况，记录日志并返回一个简单的错误 JSON
                    return "{\"code\":500, \"message\":\"响应序列化失败\"}";
                }
            }
        }
        
        // 对于其他所有类型，直接包装成 Result.success
        return Result.success(body);
    }
}
  • supports方法表示哪些请求需要被拦截
  • beforeBodyWrite表示在返回之前需要执行的逻辑，比如进行返回结果的包装

2.3 @ControllerAdvice 注解

在上面的代码中，我们使用了 @ControllerAdvice 注解。这个注解表明该类是一个全局的控制器增强类，它可以应用于所有的 Controller。这意味着所有 Controller 返回的响应都会经过这个类的处理。

三、深入理解 ResponseBodyAdvice

3.1 supports 方法详解

supports 方法决定了是否应该调用 beforeBodyWrite 方法来处理响应体。它接收两个参数：

  • MethodParameter returnType：表示处理器方法的返回类型，包含了方法的返回值类型、方法本身的信息等
  • Class<? extends HttpMessageConverter<?>> converterType：用于将返回值转换为 HTTP 响应的转换器类型

通过这两个参数，我们可以根据返回类型、转换器类型等条件来决定是否需要处理响应体。例如，我们可以只处理特定包下的 Controller 返回的响应：

java 复制代码 
@Override
public boolean supports(MethodParameter returnType, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> converterType) {
    // 只处理 com.example.controller 包下的 Controller 返回的响应
    return returnType.getDeclaringClass().getPackage().getName().startsWith("com.example.controller");
}

3.2 beforeBodyWrite 方法详解

beforeBodyWrite 方法在响应体被写入之前被调用，允许我们修改或包装响应体。它接收以下参数：

  • Object body：原始的响应体对象
  • MethodParameter returnType：处理器方法的返回类型
  • MediaType selectedContentType：选择的内容类型，如 application/json
  • Class<? extends HttpMessageConverter<?>> selectedConverterType：选择的转换器类型
  • ServerHttpRequest request：当前请求
  • ServerHttpResponse response：当前响应

在这个方法中，我们可以根据需要修改响应体，例如添加额外的信息、修改状态码等。

3.3 处理 String 类型的特殊情况

在 beforeBodyWrite 方法中，我们对 String 类型的响应进行了特殊处理。这是因为 Spring MVC 在处理 String 类型的返回值时，使用的是 StringHttpMessageConverter，而不是 MappingJackson2HttpMessageConverter。如果我们直接返回 Result 对象，Spring 会尝试将其转换为 String，这会导致类型转换异常。

因此，我们需要手动将 Result 对象转换为 JSON 字符串，以确保类型一致性：

java 复制代码 
if (body instanceof String) {
    try {
        return objectMapper.writeValueAsString(Result.success(body));
    } catch (Exception e) {
        return Result.error(500, "响应处理异常");
    }
}

四、高级应用

4.1 排除特定的响应

在某些情况下，我们可能不希望对所有的响应都进行包装。例如，文件下载、特定的 API 版本可能需要保持原始格式。我们可以通过自定义注解来标记不需要包装的控制器或方法：

java 复制代码 
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface IgnoreResponseAdvice {
}

然后在 supports 方法中检查是否存在这个注解：

java 复制代码 
@Override
public boolean supports(MethodParameter returnType, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> converterType) {
    // 如果类或方法上有 @IgnoreResponseAdvice 注解，则不进行处理
    if (returnType.getContainingClass().isAnnotationPresent(IgnoreResponseAdvice.class) ||
        (returnType.getMethod() != null && returnType.getMethod().isAnnotationPresent(IgnoreResponseAdvice.class))) {
        return false;
    }
    return true;
}

4.2 处理 null 值

当控制器返回 null 时，我们也应该将其包装成统一格式：

java 复制代码 
@Override
public Object beforeBodyWrite(Object body, MethodParameter returnType, 
                             MediaType selectedContentType, 
                             Class<? extends HttpMessageConverter<?>> selectedConverterType, 
                             ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response) {
    // 处理 null 值
    if (body == null) {
        return Result.success(null);
    }
    
    // 其他处理逻辑...
}

4.3 与全局异常处理结合

ResponseBodyAdvice 可以与 Spring 的全局异常处理机制结合，提供统一的错误响应格式：

java 复制代码 
@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    @ResponseBody
    public Result<String> handleException(Exception e) {
        return Result.error(500, e.getMessage());
    }
    
    @ExceptionHandler(BusinessException.class)
    @ResponseBody
    public Result<String> handleBusinessException(BusinessException e) {
        return Result.error(e.getCode(), e.getMessage());
    }
}

这样，无论是正常响应还是异常响应，都会使用统一的格式。

4.4 注意事项与不适用场景

虽然 ResponseBodyAdvice 是实现统一响应的利器，但它并非万能。在某些特定场景下，我们应该禁用它，否则会破坏预期的功能。

  1. 文件下载或二进制流响应 ：文件下载接口通常直接返回 Resource、byte[] 或直接操作 HttpServletResponse 的 OutputStream。如果将这些二进制内容包装进 JSON 对象，会导致文件下载失败。对于这类接口，务必使用 @IgnoreResponseAdvice 注解进行排除。

  2. Server-Sent Events (SSE) ：SSE (服务器发送事件) 是一种服务端推送技术，其 Content-Type 为 text/event-stream，且连接是持久的。统一响应包装会将其内容格式改为 application/json，并立即关闭连接，从而破坏 SSE 机制。

  3. 非 JSON 格式的 API ：本文的实现是围绕 JSON 进行的。如果你的 API 需要支持 XML、Protobuf 等其他数据格式，那么当前的 ObjectMapper 序列化方式将不再适用。你需要根据不同的 Content-Type 提供不同的处理逻辑，或者禁用此功能。

五、实现原理

5.1 Spring MVC 请求处理流程

要理解 ResponseBodyAdvice 的工作原理，我们需要先了解 Spring MVC 的请求处理流程：

  1. 请求到达 DispatcherServlet
  2. DispatcherServlet 根据请求找到对应的 HandlerMapping
  3. HandlerMapping 找到处理请求的 Handler 和 HandlerAdapter
  4. HandlerAdapter 调用 Handler 处理请求
  5. Handler 返回 ModelAndView 或者通过 @ResponseBody 直接返回响应体
  6. 如果是直接返回响应体，则使用 HttpMessageConverter 将返回值转换为 HTTP 响应

5.2 ResponseBodyAdvice 的工作时机

ResponseBodyAdvice 在第 6 步中发挥作用。当 Spring MVC 使用 HttpMessageConverter 将返回值转换为 HTTP 响应之前，会先调用所有符合条件的 ResponseBodyAdvice 的 beforeBodyWrite 方法，对返回值进行处理。

具体来说，RequestResponseBodyMethodProcessor 类在处理 @ResponseBody 注解的方法返回值时，会调用 ResponseBodyAdvice 的方法：

java 复制代码 
// RequestResponseBodyMethodProcessor 类的 writeWithMessageConverters 方法（简化版）
protected <T> void writeWithMessageConverters(T value, MethodParameter returnType, ...) {
    // ...
    
    // 调用 ResponseBodyAdvice 的 beforeBodyWrite 方法
    if (advice != null) {
        body = advice.beforeBodyWrite(body, returnType, selectedContentType, selectedConverterType, request, response);
    }
    
    // 使用 HttpMessageConverter 将 body 写入响应
    selectedConverter.write(body, selectedContentType, outputMessage);
    
    // ...
}

5.3 @ControllerAdvice 的作用

@ControllerAdvice 注解是 Spring MVC 提供的一种机制，用于定义全局的控制器增强类。它可以包含 @ExceptionHandler、@InitBinder 和 @ModelAttribute 方法，这些方法会应用到所有的 @Controller 类中。

当我们在实现 ResponseBodyAdvice 接口的类上添加 @ControllerAdvice 注解时，Spring 会自动将这个类注册为一个全局的响应体增强器，应用到所有的控制器方法上。

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