Spring Boot 中的默认异常处理机制及执行流程_Java

spring boot 异常处理机制详解

spring boot 提供了一套完善的默认异常处理机制，通过内置的 basicerrorcontroller 自动处理应用中的各类异常情况。这套机制基于 spring mvc 的异常处理框架构建，具有以下特点：

多格式响应支持：
- 对于传统web应用：当发生异常时，会自动返回错误页面（如 404.html、5xx.html）
- 对于rest api：会自动生成结构化的json错误响应，包含timestamp、status、error、path等字段
默认错误路径：
- 提供了/error映射路径作为统一的错误处理入口
- 可以通过实现errorcontroller接口来自定义错误处理逻辑
错误页面配置：
- 静态错误页：支持在src/main/resources/static/error/目录下放置静态错误页
- 模板错误页：支持在模板引擎目录（如templates/error/）下放置动态错误页
- 支持根据状态码命名文件（如404.html、500.html）
内置异常转换：
- 自动将常见异常转换为合适的http状态码
- 例如：methodargumentnotvalidexception -> 400 bad request
- 例如：nohandlerfoundexception -> 404 not found
配置选项：
- 通过server.error.*配置项可以自定义错误处理行为
- 例如：server.error.include-message=always（控制错误信息是否包含详细异常信息）

实际应用示例：

// 自定义错误页
@controller
public class myerrorcontroller implements errorcontroller {
    @requestmapping("/error")
    public string handleerror(httpservletrequest request) {
        object status = request.getattribute("javax.servlet.error.status_code");
        if (status != null) {
            integer statuscode = integer.valueof(status.tostring());
            if(statuscode == 404) {
                return "error/404";
            } else if(statuscode == 500) {
                return "error/500";
            }
        }
        return "error/generic";
    }
}

这套机制既适用于传统web应用的页面错误展示，也适配restful api的json错误响应，为开发者提供了开箱即用的异常处理解决方案。

默认错误页面功能

当应用出现异常时，spring boot 会自动展示一个"whitelabel error page"（白色标签错误页），这个页面包含以下关键信息：

http状态码（如404、500等）
错误发生的时间戳（精确到毫秒）
具体的错误信息（异常消息）
请求的url路径
错误跟踪id（便于日志关联）

例如：

访问不存在的url时，会返回一个包含"404 not found"状态的错误页面
服务器内部错误时会显示500错误页面，并附带相关错误信息
参数验证失败时会返回400错误页面

自动异常转换机制

spring boot 会自动将常见的异常类型转换为合适的http状态码：

404 not found
- 触发条件：nohandlerfoundexception
- 使用场景：当请求的url没有对应的控制器方法时
- 示例：访问 /api/non-existent-endpoint
400 bad request
- 触发条件：methodargumentnotvalidexception（方法参数验证失败）
- 使用场景：表单验证失败、rest api参数校验不通过
- 示例：提交的json数据缺少必填字段
500 internal server error
- 触发条件：其他所有未捕获的异常
- 使用场景：业务逻辑中的运行时异常
- 示例：数据库连接失败、空指针异常

错误属性配置选项

开发者可以通过 application.properties 或 application.yml 文件自定义错误处理行为：

# 控制错误信息中是否包含异常消息
server.error.include-message=always # 可选值：always, on_param, never
# 控制是否包含堆栈跟踪信息
server.error.include-stacktrace=on_param # 可选值：always, on_param, never
# 自定义错误处理路径（默认为/error）
server.error.path=/custom-error
# 是否包含错误详情（绑定异常的具体字段错误）
server.error.include-binding-errors=always

默认错误处理流程详解

异常触发阶段
- 当应用代码中抛出异常且未被捕获时
- 异常被spring mvc的 dispatcherservlet 捕获
请求转发阶段
- dispatcherservlet 将异常转发到配置的错误路径（默认是/error）
- 根据请求的accept头决定响应格式（html或json）
错误处理阶段
- basicerrorcontroller 处理该请求
- 收集错误信息（状态码、错误消息、时间戳等）
- 对于浏览器请求（accept包含text/html），返回html错误页
- 对于api请求（accept包含application/json），返回json格式的错误信息

响应生成阶段 json响应示例：

{
  "timestamp": "2023-05-15t08:12:34.567+00:00",
  "status": 404,
  "error": "not found",
  "path": "/api/non-existent"
}

扩展机制

虽然spring boot提供了默认处理，但开发者可以通过以下方式扩展：

自定义errorcontroller
- 实现errorcontroller接口
- 重写geterrorpath()和error()方法
- 示例：记录错误日志或发送告警通知

全局异常处理器

使用@controlleradvice注解定义全局异常处理类
配合@exceptionhandler处理特定异常

示例：

@controlleradvice
public class globalexceptionhandler {
    @exceptionhandler(value = {usernotfoundexception.class})
    protected responseentity<errorresponse> handleusernotfound(usernotfoundexception ex) {
        errorresponse error = new errorresponse("user_not_found", ex.getmessage());
        return new responseentity<>(error, httpstatus.not_found);
    }
}