Spring Boot 的全局异常处理机制复习

一、基础原理：@ControllerAdvice + @ExceptionHandler

Spring Boot 基于 Spring MVC 提供了标准的全局异常处理机制：

@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    @ExceptionHandler(BusinessException.class)
    public ResponseEntity<ErrorResponse> handleBusinessException(BusinessException e) {
        log.warn("业务异常: {}", e.getMessage(), e);
        return ResponseEntity.status(HttpStatus.BAD_REQUEST)
                .body(ErrorResponse.of(e.getCode(), e.getMessage()));
    }

    @ExceptionHandler(Exception.class)
    public ResponseEntity<ErrorResponse> handleUnexpectedException(Exception e) {
        String traceId = MDC.get("traceId"); // 关联链路追踪
        log.error("系统异常 [traceId={}]: {}", traceId, e.getMessage(), e);
        return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
                .body(ErrorResponse.of("SYS_ERROR", "系统繁忙，请稍后再试"));
    }
}

✅ 核心注解：

• @ControllerAdvice：对所有 @Controller 生效
• @RestControllerAdvice：返回 JSON（等价于 @ControllerAdvice + @ResponseBody）
• @ExceptionHandler：捕获指定异常类型

二、实战中的关键实践（亮点）

1. 分层异常体系设计（核心亮点）

普遍采用 自定义异常分层模型 ，避免直接抛出 RuntimeException 或 Exception。

// 基础异常类
public abstract class BaseException extends RuntimeException {
    private final String code;
    public BaseException(String code, String message) { super(message); this.code = code; }
    public String getCode() { return code; }
}

// 业务异常（4xx）
public class BusinessException extends BaseException {
    public BusinessException(String code, String message) {
        super(code, message);
    }
}

// 系统异常（5xx）
public class SystemException extends BaseException {
    public SystemException(String message, Throwable cause) {
        super("SYS_ERROR", message);
        this.initCause(cause);
    }
}

✅ 优势：

• 前端可根据 code 做精准提示（如 USER_NOT_FOUND vs PERMISSION_DENIED）
• 监控系统可按异常码聚合告警
• 避免暴露内部堆栈给用户

2. 统一响应体（Standardized Response）

所有接口返回结构一致，便于前端处理：

public class ErrorResponse {
    private String code;      // 业务码，如 "ORDER_001"
    private String message;   // 用户友好提示
    private String traceId;   // 链路ID，用于日志追踪
    private long timestamp;

    public static ErrorResponse of(String code, String message) {
        ErrorResponse resp = new ErrorResponse();
        resp.code = code;
        resp.message = message;
        resp.traceId = MDC.get("traceId");
        resp.timestamp = System.currentTimeMillis();
        return resp;
    }
}

🌟 大厂要求：即使 5xx 错误，也不能返回裸露的 Tomcat 错误页或 JSON 格式不一致！

3. 日志与监控深度集成

（1）关联全链路追踪 ID

• 利用 MDC（Mapped Diagnostic Context）注入 traceId
• 异常日志中包含 traceId，可在 ELK / Sentry / ARMS 中快速定位请求上下文

（2）关键异常自动上报监控

@ExceptionHandler(BusinessException.class)
public ResponseEntity<?> handle(...) {
    if (isCritical(e.getCode())) {
        metrics.counter("exception.business", "code", e.getCode()).increment();
        alarmService.sendAlert("业务异常激增: " + e.getCode()); // 接入企业微信/钉钉告警
    }
    // ...
}

💡 大厂通常会对接 Prometheus + Grafana 或 内部监控平台，对异常进行量化分析。

4. 安全与信息脱敏

• 绝不返回技术细节给前端（如数据库错误、文件路径）
• 生产环境屏蔽 e.printStackTrace() 的原始信息
• 敏感字段（如用户手机号、身份证）在日志中脱敏

// 错误示例 ❌
return "数据库连接失败: " + e.getMessage(); // 可能泄露 IP、表名等

// 正确做法 ✅
return "服务暂时不可用，请联系客服"; // 用户友好 + 安全

5. 异步与非 Web 场景的异常处理

大厂系统大量使用异步任务、MQ 消费、定时任务，这些场景 不在 @ControllerAdvice 覆盖范围内！

解决方案：

• MQ 消费者：try-catch + 死信队列 + 告警

• @Async 异步方法 ：自定义 AsyncConfigurer 设置异常处理器

  @Override
  public AsyncTaskExecutor getAsyncExecutor() {
      ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
      executor.setThreadFactory(r -> {
          Thread t = new Thread(r);
          t.setUncaughtExceptionHandler((thread, ex) -> 
              log.error("Async task failed", ex));
          return t;
      });
      return executor;
  }

⚠️ 面试高频考点：@ControllerAdvice 只对 Controller 层生效，对 Service、Async、MQ 无效！

三、高级设计亮点（面试加分项）

✅ 1. 异常码标准化管理

• 使用枚举或配置中心管理异常码（如 Apollo/Nacos）
• 支持多语言国际化（i18n）

public enum ErrorCode {
    USER_NOT_FOUND("USER_001", "用户不存在"),
    ORDER_EXPIRED("ORDER_002", "订单已过期");

    private final String code;
    private final String msg;
}

✅ 2. 熔断与降级联动

• 当某类异常频率突增，触发 Hystrix/Sentinel 熔断
• 返回缓存数据或默认兜底结果，而非直接报错

✅ 3. 自动化测试覆盖

• 单元测试验证异常路径（MockMvc 测试 4xx/5xx 响应）
• Chaos Engineering（混沌工程）主动注入异常，验证系统韧性

四、常见面试题 & 回答思路

Q1：@ControllerAdvice 的原理是什么？

A：基于 Spring AOP 和 DispatcherServlet 的 HandlerExceptionResolver 机制。当 Controller 抛出异常时，DispatcherServlet 会遍历所有 HandlerExceptionResolver，其中 ExceptionHandlerExceptionResolver 会查找匹配的 @ExceptionHandler 方法并执行。

Q2：全局异常处理能捕获哪些异常？

A：只能捕获 Controller 层抛出的异常。对于 Filter、Interceptor、Async、MQ、定时任务中的异常，需要单独处理。

Q3：如何避免异常信息泄露？

A：生产环境关闭 Spring Boot 的 server.error.include-message=never，并在全局异常处理器中统一返回用户友好消息，原始堆栈仅记录到日志。

Q4：如何做异常监控？

A：结合 MDC 注入 traceId，异常日志接入 ELK；关键异常通过 Micrometer 上报指标到 Prometheus；高频异常触发企业告警（如钉钉机器人）。

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总结：异常处理的核心思想

维度	做法
分层	自定义异常体系（业务/系统）
统一	标准响应格式 + 异常码
可观测	traceId + 日志 + 监控 + 告警
安全	不泄露技术细节，日志脱敏
健壮	覆盖异步/MQ/定时任务等非 Web 场景