SpringBoot 统一功能处理：拦截器、统一返回与异常处理

xie_pin_an2025-09-26 11:26

在 SpringBoot 开发中，统一功能处理是提升代码复用性、降低维护成本的关键。本文将围绕拦截器、统一数据返回格式、统一异常处理三大核心功能，结合实战案例与源码解析，带你掌握 SpringBoot 统一功能处理的实现方案。

一、拦截器：请求的 "守门人"

在传统开发中，若需对多个接口做登录校验，需在每个接口重复编写 Session 判断逻辑，冗余且难维护。拦截器作为 Spring 框架核心功能，可统一拦截请求，在目标方法执行前后嵌入自定义逻辑，完美解决此类问题。

1.1 拦截器核心概念

拦截器是 Spring MVC 提供的请求拦截机制，能在请求到达 Controller 前、Controller 执行后、视图渲染完成后执行自定义逻辑，主要用于：

  • 登录状态校验
  • 接口访问权限控制
  • 请求参数预处理 / 日志记录

1.2 拦截器使用步骤

拦截器的实现需两步：定义拦截器 + 注册配置拦截器。

步骤 1：定义拦截器（实现 HandlerInterceptor 接口）

需重写三个核心方法，分别对应不同执行时机：

复制代码 
@Slf4j
@Component // 注入Spring容器
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {

    /**
     * 目标方法执行前执行（核心：请求拦截逻辑）
     * @return true：放行；false：拦截（后续逻辑不执行）
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        log.info("LoginInterceptor：目标方法执行前执行");
        // 登录校验逻辑：从Session获取用户信息
        HttpSession session = request.getSession(false); // 不自动创建Session
        if (session != null && session.getAttribute("SESSION_USER_KEY") != null) {
            return true; // 已登录，放行
        }
        // 未登录，返回401（Unauthorized）
        response.setStatus(401);
        return false;
    }

    /** 目标方法执行后执行（视图渲染前，后端开发较少用） */
    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
        log.info("LoginInterceptor：目标方法执行后执行");
    }

    /** 视图渲染完毕后执行（最后执行，可做资源清理） */
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        log.info("LoginInterceptor：视图渲染完毕后执行");
    }
}
步骤 2：注册配置拦截器（实现 WebMvcConfigurer）

通过 addPathPatterns 指定拦截路径，excludePathPatterns 指定排除路径（如登录接口、静态资源）：

复制代码 
@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Autowired
    private LoginInterceptor loginInterceptor;

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(loginInterceptor)
                .addPathPatterns("/**") // 拦截所有请求
                .excludePathPatterns( // 排除无需拦截的路径
                        "/user/login",       // 登录接口
                        "/**/*.js", "/**/*.css", // 静态资源（JS/CSS）
                        "/**/*.png", "/**/*.html"  // 静态资源（图片/HTML）
                );
    }
}
拦截路径规则

不同路径表达式对应不同拦截范围，具体如下：

拦截路径 含义 示例
/* 一级路径 匹配 /user、/book，不匹配 /user/login
/** 任意级路径 匹配 /user、/user/login、/book/add
/book/* /book 下一级路径 匹配 /book/add，不匹配 /book/add/1
/book/** /book 下任意级路径 匹配 /book、/book/add、/book/add/2

1.3 拦截器执行流程

结合 Spring MVC 核心组件 DispatcherServlet，拦截器的执行流程如下：

  1. 请求先进入 DispatcherServlet，由其调用 getHandler 获取请求对应的拦截器链；
  2. 执行拦截器链的 preHandle 方法：若返回 true，继续执行下一个拦截器；若返回 false，中断请求；
  3. 所有 preHandle 放行后，执行 Controller 目标方法；
  4. 目标方法执行完成后，反向执行拦截器链的 postHandle 方法；
  5. 视图渲染完成（后端开发几乎不涉及），反向执行 afterCompletion 方法；
  6. 最终通过 DispatcherServlet 向客户端返回响应。

1.4 源码解析：DispatcherServlet 核心作用

DispatcherServlet 是 Spring MVC 的 "中央调度器"，所有请求都需经过它处理。其核心逻辑在 doDispatch 方法中，关键步骤包括：

  1. 获取执行链 ：通过 getHandler 找到请求对应的拦截器链（HandlerExecutionChain）；
  2. 获取适配器 ：通过 getHandlerAdapter 找到适配 Controller 的 HandlerAdapter（适配模式应用）；
  3. 执行拦截器 preHandle ：调用 mappedHandler.applyPreHandle，遍历执行所有拦截器的 preHandle；
  4. 执行目标方法 ：通过 handlerAdapter.handle 调用 Controller 方法；
  5. 执行拦截器 postHandle 与 afterCompletion：目标方法执行后，反向执行后续拦截器逻辑。

二、统一数据返回格式：前后端协作的 "语言规范"

前后端分离项目中，若每个接口返回格式不一致（如有的返回实体类、有的返回 String、有的返回 Boolean），会增加前端解析成本。统一数据返回格式可解决此问题，让所有接口返回结构一致。

2.1 实现方案：@ControllerAdvice + ResponseBodyAdvice

通过 @ControllerAdvice（控制器通知类）结合 ResponseBodyAdvice（响应体增强接口），可在响应返回前统一封装数据。

步骤 1：定义统一返回实体类

先定义一个通用的返回结构 Result，包含状态码、错误信息、数据体：

复制代码 
@Data
public class Result<T> {
    private String status;       // 状态：SUCCESS/FAIL
    private String errorMessage; // 错误信息（失败时非空）
    private T data;              // 数据体（成功时非空）

    // 成功响应静态方法
    public static <T> Result<T> success(T data) {
        Result<T> result = new Result<>();
        result.setStatus("SUCCESS");
        result.setData(data);
        return result;
    }

    // 失败响应静态方法
    public static <T> Result<T> fail(String errorMessage) {
        Result<T> result = new Result<>();
        result.setStatus("FAIL");
        result.setErrorMessage(errorMessage);
        result.setData(null);
        return result;
    }
}
步骤 2：实现 ResponseBodyAdvice 统一封装

通过 ResponseBodyAdvice 的 beforeBodyWrite 方法，在响应返回前对数据进行封装：

复制代码 
@Slf4j
@ControllerAdvice // 全局控制器通知
public class ResponseAdvice implements ResponseBodyAdvice<Object> {

    private static final ObjectMapper MAPPER = new ObjectMapper(); // Jackson序列化工具

    /**
     * 是否对响应进行处理（true：处理；false：跳过）
     */
    @Override
    public boolean supports(MethodParameter returnType, Class<?> converterType) {
        return true; // 对所有响应生效
    }

    /**
     * 响应返回前执行：统一封装为Result格式
     */
    @SneakyThrows // 简化异常处理
    @Override
    public Object beforeBodyWrite(Object body, MethodParameter returnType, MediaType selectedContentType, Class<?> selectedConverterType, ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response) {
        // 1. 若已为Result类型，直接返回（避免重复封装）
        if (body instanceof Result) {
            return body;
        }
        // 2. 若为String类型，需手动序列化（解决StringHttpMessageConverter类型转换问题）
        if (body instanceof String) {
            return MAPPER.writeValueAsString(Result.success(body));
        }
        // 3. 其他类型，统一封装为成功响应
        return Result.success(body);
    }
}

2.2 关键问题：String 类型响应的特殊处理

若不处理 String 类型，会出现 ClassCastException: Result cannot be cast to String 异常。原因是：

  • Spring MVC 默认注册了 StringHttpMessageConverter（处理 String 响应）和 MappingJackson2HttpMessageConverter（处理 JSON 响应）；
  • 当返回 String 时，Spring 优先使用 StringHttpMessageConverter，但该转换器无法将 Result 类型（封装后的数据）转为 String；
  • 解决方案：手动使用 Jackson 将 Result 序列化为 String，避免类型转换异常。

2.3 统一返回的优势

  1. 降低沟通成本：前后端无需针对每个接口协商返回格式；
  2. 简化前端解析 ：前端可通过固定字段（如 status 判断成功 / 失败，data 获取数据）处理所有接口；
  3. 便于维护 ：若需修改返回结构，只需调整 Result 类和 ResponseAdvice，无需修改所有接口。

三、统一异常处理：优雅应对程序 "意外"

程序运行中难免出现异常（如空指针、除零异常、自定义业务异常），若未统一处理，会返回默认的 500 错误页面或杂乱的异常信息。统一异常处理可捕获所有异常，返回结构化的错误响应。

3.1 实现方案：@ControllerAdvice + @ExceptionHandler

@ExceptionHandler 是异常处理器注解，结合 @ControllerAdvice 可全局捕获异常，并返回统一格式的错误响应。

步骤 1：全局异常处理器实现
复制代码 
@Slf4j
@ControllerAdvice // 全局生效
@ResponseBody     // 确保返回JSON格式
public class GlobalExceptionHandler {

    /**
     * 捕获所有Exception（兜底处理）
     */
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    public Result<Void> handleException(Exception e) {
        log.error("全局异常捕获：", e); // 记录异常日志
        return Result.fail("系统异常：" + e.getMessage());
    }

    /**
     * 捕获NullPointerException（特定异常优先处理）
     */
    @ExceptionHandler(NullPointerException.class)
    public Result<Void> handleNullPointerException(NullPointerException e) {
        log.error("空指针异常捕获：", e);
        return Result.fail("空指针异常：" + e.getMessage());
    }

    /**
     * 捕获ArithmeticException（如除零异常）
     */
    @ExceptionHandler(ArithmeticException.class)
    public Result<Void> handleArithmeticException(ArithmeticException e) {
        log.error("算术异常捕获：", e);
        return Result.fail("算术异常：" + e.getMessage());
    }

    // 可扩展：添加自定义业务异常处理（如UserNotLoginException）
}
步骤 2：异常匹配规则

当程序抛出异常时，Spring 会按 "最具体异常优先" 的原则匹配处理器：

  • 例如抛出 NullPointerException，会优先匹配 handleNullPointerException，而非兜底的 handleException；
  • 匹配逻辑由 ExceptionHandlerMethodResolver 实现，通过异常类型的继承深度排序（子类异常处理器优先）。

3.2 实战效果

  • 访问 /test/t2（执行 10/0），抛出 ArithmeticException，返回：

    json

    复制代码 
    {
  "status": "FAIL",
  "errorMessage": "算术异常：/ by zero",
  "data": null
}

  • 访问 /test/t3（执行 null.length()），抛出 NullPointerException，返回：

    json

    复制代码 
    {
  "status": "FAIL",
  "errorMessage": "空指针异常：Cannot invoke \"String.length()\" because \"a\" is null",
  "data": null
}

四、@ControllerAdvice 源码解析：全局能力的 "基石"

@ControllerAdvice 是实现统一数据返回和统一异常处理的核心注解，其本质是一个 @Component（可被 Spring 扫描注入），通过属性（如 basePackages）指定生效范围。

4.1 核心源码

复制代码 
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component // 本质是Spring组件
public @interface ControllerAdvice {
    // 指定生效的包（默认所有包）
    @AliasFor("basePackages")
    String[] value() default {};

    @AliasFor("value")
    String[] basePackages() default {};

    // 指定生效的类（如仅对UserController生效）
    Class<?>[] assignableTypes() default {};

    // 指定生效的注解（如仅对@RestController生效）
    Class<? extends Annotation>[] annotations() default {};
}

4.2 生效原理

  1. 统一数据返回 ：DispatcherServlet 初始化时，通过 initHandlerAdapters 加载 RequestMappingHandlerAdapter；该适配器会扫描所有 @ControllerAdvice 标注的类，若实现 ResponseBodyAdvice，则加入 requestResponseBodyAdvice 列表；当响应返回时，调用 ResponseBodyAdvice 的 beforeBodyWrite 方法进行封装。
  2. 统一异常处理 ：DispatcherServlet 初始化时，通过 initHandlerExceptionResolvers 加载 ExceptionHandlerExceptionResolver；该解析器会扫描所有 @ControllerAdvice 标注的类，提取 @ExceptionHandler 方法存入 exceptionHandlerAdviceCache；当抛出异常时，通过 ExceptionHandlerMethodResolver 匹配对应的处理器方法。

五、总结与实战建议

5.1 核心知识点总结

功能 实现方案 核心组件 / 注解 作用
拦截器 实现 HandlerInterceptor + 配置 WebMvcConfigurer HandlerInterceptor、WebMvcConfigurer 统一请求拦截（登录校验、权限控制）
统一数据返回 @ControllerAdvice + ResponseBodyAdvice @ControllerAdvice、ResponseBodyAdvice 所有接口返回格式统一为 Result
统一异常处理 @ControllerAdvice + @ExceptionHandler @ControllerAdvice、@ExceptionHandler 全局捕获异常，返回结构化错误响应

5.2 实战建议

  1. 拦截器排除静态资源：前端的 JS、CSS、图片等静态资源无需拦截，避免影响页面加载；
  2. 自定义业务异常 ：在实际项目中，建议定义业务异常（如 UserNotLoginException、PermissionDeniedException），结合 @ExceptionHandler 实现更精细的异常处理；
  3. 日志记录 ：在异常处理器中务必记录异常栈信息（如 log.error("异常信息：", e)），便于问题排查；
  4. 接口评审：统一功能处理需在项目初期确定（如返回格式、异常码规范），避免后期大规模修改。

通过本文的方案，可大幅提升 SpringBoot 项目的可维护性和前后端协作效率，是企业级开发的必备技能。

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