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Spring Boot 項目統一結果,統一異常,統一日志

作者:架構師jickly

統一結果傳回

目前的前後端開發大部分資料的傳輸格式都是json,是以定義一個統一規範的資料格式有利于前後端的互動與UI的展示。

統一結果的一般形式

  1. 是否響應成功;
  2. 響應狀态碼;
  3. 狀态碼描述;
  4. 響應資料
  5. 其他辨別符

結果類枚舉

  • 前三者可定義結果枚舉,如:success,code,message
@Getter
public enum ResultCodeEnum {
    SUCCESS(true,20000,"成功"),
    UNKNOWN_ERROR(false,20001,"未知錯誤"),,
    PARAM_ERROR(false,20002,"參數錯誤"),
    ;

    // 響應是否成功
    private Boolean success;
    // 響應狀态碼
    private Integer code;
    // 響應資訊
    private String message;

    ResultCodeEnum(boolean success, Integer code, String message) {
        this.success = success;
        this.code = code;
        this.message = message;
    }
}
           

統一結果類

  • 第5個屬于自定義傳回,利用前4者可定義統一傳回對象

注意:

  1. 外接隻可以調用統一傳回類的方法,不可以直接建立,影刺構造器私有;
  2. 内置靜态方法,傳回對象;
  3. 為便于自定義統一結果的資訊,建議使用鍊式程式設計,将傳回對象設類本身,即return this;
  4. 響應資料由于為json格式,可定義為JsonObject或Map形式;
@Data
public class R {
    private Boolean success;

    private Integer code;

    private String message;

    private Map<String, Object> data = new HashMap<>();

    // 構造器私有
    private R(){}

    // 通用傳回成功
    public static R ok() {
        R r = new R();
        r.setSuccess(ResultCodeEnum.SUCCESS.getSuccess());
        r.setCode(ResultCodeEnum.SUCCESS.getCode());
        r.setMessage(ResultCodeEnum.SUCCESS.getMessage());
        return r;
    }

    // 通用傳回失敗,未知錯誤
    public static R error() {
        R r = new R();
        r.setSuccess(ResultCodeEnum.UNKNOWN_ERROR.getSuccess());
        r.setCode(ResultCodeEnum.UNKNOWN_ERROR.getCode());
        r.setMessage(ResultCodeEnum.UNKNOWN_ERROR.getMessage());
        return r;
    }

    // 設定結果,形參為結果枚舉
    public static R setResult(ResultCodeEnum result) {
        R r = new R();
        r.setSuccess(result.getSuccess());
        r.setCode(result.getCode());
        r.setMessage(result.getMessage());
        return r;
    }

    /**------------使用鍊式程式設計,傳回類本身-----------**/
    
    // 自定義傳回資料
    public R data(Map<String,Object> map) {
        this.setData(map);
        return this;
    }

    // 通用設定data
    public R data(String key,Object value) {
        this.data.put(key, value);
        return this;
    }

    // 自定義狀态資訊
    public R message(String message) {
        this.setMessage(message);
        return this;
    }

    // 自定義狀态碼
    public R code(Integer code) {
        this.setCode(code);
        return this;
    }

    // 自定義傳回結果
    public R success(Boolean success) {
        this.setSuccess(success);
        return this;
    }
}
           

控制層傳回

  • 視圖層使用統一結果
@RestController
@RequestMapping("/api/v1/users")
public class TeacherAdminController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping
    public R list() {
        List<Teacher> list = teacherService.list(null);
        return R.ok().data("itms", list).message("使用者清單");
    }
}    
           
  • json結果
{
  "success": true,
  "code": 20000,
  "message": "查詢使用者清單",
  "data": {
    "itms": [
      {
        "id": "1",
        "username": "admin",
        "role": "ADMIN",
        "deleted": false,
        "gmtCreate": "2019-12-26T15:32:29",
        "gmtModified": "2019-12-26T15:41:40"
      },{
        "id": "2",
        "username": "zhangsan",
        "role": "USER",
        "deleted": false,
        "gmtCreate": "2019-12-26T15:32:29",
        "gmtModified": "2019-12-26T15:41:40"
      }
    ]
  }
}
           

統一結果類的使用參考了mybatis-plus中R對象的設計。

統一異常處理

使用統一傳回結果時,還有一種情況,就是程式的儲存是由于運作時異常導緻的結果,有些異常我們可以無法提前預知,不能正常走到我們return的R對象傳回。

是以,我們需要定義一個統一的全局異常來捕獲這些資訊,并作為一種結果傳回控制層

@ControllerAdvice

該注解為統一異常處理的核心

是一種作用于控制層的切面通知(Advice),該注解能夠将通用的@ExceptionHandler、@InitBinder和@ModelAttributes方法收集到一個類型,并應用到所有控制器上

該類中的設計思路:

  1. 使用@ExceptionHandler注解捕獲指定或自定義的異常;
  2. 使用@ControllerAdvice內建@ExceptionHandler的方法到一個類中;
  3. 必須定義一個通用的異常捕獲方法,便于捕獲未定義的異常資訊;
  4. 自定一個異常類,捕獲針對項目或業務的異常;
  5. 異常的對象資訊補充到統一結果枚舉中;

自定義全局異常類

@Data
public class CMSException extends RuntimeException {
    private Integer code;

    public CMSException(Integer code, String message) {
        super(message);
        this.code = code;
    }

    public CMSException(ResultCodeEnum resultCodeEnum) {
        super(resultCodeEnum.getMessage());
        this.code = resultCodeEnum.getCode();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "CMSException{" + "code=" + code + ", message=" + this.getMessage() + '}';
    }
}
           

統一異常處理器

// ...
import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    /**-------- 通用異常處理方法 --------**/
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    @ResponseBody
    public R error(Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return R.error(); // 通用異常結果
    }

    /**-------- 指定異常處理方法 --------**/
    @ExceptionHandler(NullPointerException.class)
    @ResponseBody
    public R error(NullPointerException e) {
        e.printStackTrace();
        return R.setResult(ResultCodeEnum.NULL_POINT);
    }

    @ExceptionHandler(HttpClientErrorException.class)
    @ResponseBody
    public R error(IndexOutOfBoundsException e) {
        e.printStackTrace();
        return R.setResult(ResultCodeEnum.HTTP_CLIENT_ERROR);
    }
    
    /**-------- 自定義定異常處理方法 --------**/
    @ExceptionHandler(CMSException.class)
    @ResponseBody
    public R error(CMSException e) {
        e.printStackTrace();
        return R.error().message(e.getMessage()).code(e.getCode());
    }
}
           

控制層展示

以下為展示當遇到null指定異常時,傳回的結果資訊

{
  "success": false,
  "code": 20007,
  "message": "空指針異常",
  "data": {}
}           

統一日志收集

日志是追蹤錯誤定位問題的關鍵,尤其在生産環境中,需要及時修複熱部署,不會提供開發者debug的環境,此時日志将會是最快解決問題的關鍵

日志的架構比較豐富,由于spring boot對logback的內建,是以推薦使用logback在項目中使用。

Logback

配置

以下直接貼出配置資訊,介紹資訊科直接參考備注

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!-- 日志級别從低到高分為TRACE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR < FATAL,如果設定為WARN,則低于WARN的資訊都不會輸出 -->
<!-- scan:當此屬性設定為true時,配置文檔如果發生改變,将會被重新加載,預設值為true -->
<!-- scanPeriod:設定監測配置文檔是否有修改的時間間隔,如果沒有給出時間機關,預設機關是毫秒。
                 當scan為true時,此屬性生效。預設的時間間隔為1分鐘。 -->
<!-- debug:當此屬性設定為true時,将列印出logback内部日志資訊,實時檢視logback運作狀态。預設值為false。 -->
<configuration  scan="true" scanPeriod="10 seconds">
    <contextName>logback</contextName>

    <!-- name的值是變量的名稱,value的值時變量定義的值。通過定義的值會被插入到logger上下文中。定義後,可以使“${}”來使用變量。 -->
    <property name="log.path" value="D:/Documents/logs/edu" />

    <!--0. 日志格式和顔色渲染 -->
    <!-- 彩色日志依賴的渲染類 -->
    <conversionRule conversionWord="clr" converterClass="org.springframework.boot.logging.logback.ColorConverter" />
    <conversionRule conversionWord="wex" converterClass="org.springframework.boot.logging.logback.WhitespaceThrowableProxyConverter" />
    <conversionRule conversionWord="wEx" converterClass="org.springframework.boot.logging.logback.ExtendedWhitespaceThrowableProxyConverter" />
    <!-- 彩色日志格式 -->
    <property name="CONSOLE_LOG_PATTERN" value="${CONSOLE_LOG_PATTERN:-%clr(%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS}){faint} %clr(${LOG_LEVEL_PATTERN:-%5p}) %clr(${PID:- }){magenta} %clr(---){faint} %clr([%15.15t]){faint} %clr(%-40.40logger{39}){cyan} %clr(:){faint} %m%n${LOG_EXCEPTION_CONVERSION_WORD:-%wEx}}"/>

    <!--1. 輸出到控制台-->
    <appender name="CONSOLE" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <!--此日志appender是為開發使用,隻配置最底級别,控制台輸出的日志級别是大于或等于此級别的日志資訊-->
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.ThresholdFilter">
            <level>debug</level>
        </filter>
        <encoder>
            <Pattern>${CONSOLE_LOG_PATTERN}</Pattern>
            <!-- 設定字元集 -->
            <charset>UTF-8</charset>
        </encoder>
    </appender>

    <!--2. 輸出到文檔-->
    <!-- 2.1 level為 DEBUG 日志,時間滾動輸出  -->
    <appender name="DEBUG_FILE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <!-- 正在記錄的日志文檔的路徑及文檔名 -->
        <file>${log.path}/edu_debug.log</file>
        <!--日志文檔輸出格式-->
        <encoder>
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{50} - %msg%n</pattern>
            <charset>UTF-8</charset> <!-- 設定字元集 -->
        </encoder>
        <!-- 日志記錄器的滾動政策,按日期,按大小記錄 -->
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <!-- 日志歸檔 -->
            <fileNamePattern>${log.path}/web-debug-%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
            <timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedFNATP">
                <maxFileSize>100MB</maxFileSize>
            </timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy>
            <!--日志文檔保留天數-->
            <maxHistory>15</maxHistory>
        </rollingPolicy>
        <!-- 此日志文檔隻記錄debug級别的 -->
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
            <level>debug</level>
            <onMatch>ACCEPT</onMatch>
            <onMismatch>DENY</onMismatch>
        </filter>
    </appender>

    <!-- 2.2 level為 INFO 日志,時間滾動輸出  -->
    <appender name="INFO_FILE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <!-- 正在記錄的日志文檔的路徑及文檔名 -->
        <file>${log.path}/edu_info.log</file>
        <!--日志文檔輸出格式-->
        <encoder>
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{50} - %msg%n</pattern>
            <charset>UTF-8</charset>
        </encoder>
        <!-- 日志記錄器的滾動政策,按日期,按大小記錄 -->
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <!-- 每天日志歸檔路徑以及格式 -->
            <fileNamePattern>${log.path}/web-info-%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
            <timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedFNATP">
                <maxFileSize>100MB</maxFileSize>
            </timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy>
            <!--日志文檔保留天數-->
            <maxHistory>15</maxHistory>
        </rollingPolicy>
        <!-- 此日志文檔隻記錄info級别的 -->
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
            <level>info</level>
            <onMatch>ACCEPT</onMatch>
            <onMismatch>DENY</onMismatch>
        </filter>
    </appender>

    <!-- 2.3 level為 WARN 日志,時間滾動輸出  -->
    <appender name="WARN_FILE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <!-- 正在記錄的日志文檔的路徑及文檔名 -->
        <file>${log.path}/edu_warn.log</file>
        <!--日志文檔輸出格式-->
        <encoder>
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{50} - %msg%n</pattern>
            <charset>UTF-8</charset> <!-- 此處設定字元集 -->
        </encoder>
        <!-- 日志記錄器的滾動政策,按日期,按大小記錄 -->
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <fileNamePattern>${log.path}/web-warn-%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
            <timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedFNATP">
                <maxFileSize>100MB</maxFileSize>
            </timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy>
            <!--日志文檔保留天數-->
            <maxHistory>15</maxHistory>
        </rollingPolicy>
        <!-- 此日志文檔隻記錄warn級别的 -->
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
            <level>warn</level>
            <onMatch>ACCEPT</onMatch>
            <onMismatch>DENY</onMismatch>
        </filter>
    </appender>

    <!-- 2.4 level為 ERROR 日志,時間滾動輸出  -->
    <appender name="ERROR_FILE" class="ch.qos.logback.core.rolling.RollingFileAppender">
        <!-- 正在記錄的日志文檔的路徑及文檔名 -->
        <file>${log.path}/edu_error.log</file>
        <!--日志文檔輸出格式-->
        <encoder>
            <pattern>%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%thread] %-5level %logger{50} - %msg%n</pattern>
            <charset>UTF-8</charset> <!-- 此處設定字元集 -->
        </encoder>
        <!-- 日志記錄器的滾動政策,按日期,按大小記錄 -->
        <rollingPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.TimeBasedRollingPolicy">
            <fileNamePattern>${log.path}/web-error-%d{yyyy-MM-dd}.%i.log</fileNamePattern>
            <timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy class="ch.qos.logback.core.rolling.SizeAndTimeBasedFNATP">
                <maxFileSize>100MB</maxFileSize>
            </timeBasedFileNamingAndTriggeringPolicy>
            <!--日志文檔保留天數-->
            <maxHistory>15</maxHistory>
        </rollingPolicy>
        <!-- 此日志文檔隻記錄ERROR級别的 -->
        <filter class="ch.qos.logback.classic.filter.LevelFilter">
            <level>ERROR</level>
            <onMatch>ACCEPT</onMatch>
            <onMismatch>DENY</onMismatch>
        </filter>
    </appender>

    <!--
        <logger>用來設定某一個包或者具體的某一個類的日志列印級别、
        以及指定<appender>。<logger>僅有一個name屬性,
        一個可選的level和一個可選的addtivity屬性。
        name:用來指定受此logger限制的某一個包或者具體的某一個類。
        level:用來設定列印級别,大小寫無關:TRACE, DEBUG, INFO, WARN, ERROR, ALL 和 OFF,
              還有一個特俗值INHERITED或者同義詞NULL,代表強制執行上級的級别。
              如果未設定此屬性,那麼目前logger将會繼承上級的級别。
        addtivity:是否向上級logger傳遞列印資訊。預設是true。
        <logger name="org.springframework.web" level="info"/>
        <logger name="org.springframework.scheduling.annotation.ScheduledAnnotationBeanPostProcessor" level="INFO"/>
    -->

    <!--
        使用mybatis的時候,sql語句是debug下才會列印,而這裡我們隻配置了info,是以想要檢視sql語句的話,有以下兩種操作:
        第一種把<root level="info">改成<root level="DEBUG">這樣就會列印sql,不過這樣日志那邊會出現很多其他消息
        第二種就是單獨給dao下目錄配置debug模式,代碼如下,這樣配置sql語句會列印,其他還是正常info級别:
        【logging.level.org.mybatis=debug logging.level.dao=debug】
     -->

    <!--
        root節點是必選節點,用來指定最基礎的日志輸出級别,隻有一個level屬性
        level:用來設定列印級别,大小寫無關:TRACE, DEBUG, INFO, WARN, ERROR, ALL 和 OFF,
        不能設定為INHERITED或者同義詞NULL。預設是DEBUG
        可以包含零個或多個元素,辨別這個appender将會添加到這個logger。
    -->

    <!-- 4. 最終的政策 -->
    <!-- 4.1 開發環境:列印控制台-->
    <springProfile name="dev">
        <logger name="com.cms" level="info"/>
        <root level="info">
            <appender-ref ref="CONSOLE" />
            <appender-ref ref="DEBUG_FILE" />
            <appender-ref ref="INFO_FILE" />
            <appender-ref ref="WARN_FILE" />
            <appender-ref ref="ERROR_FILE" />
        </root>
    </springProfile>


    <!-- 4.2 生産環境:輸出到文檔-->
    <springProfile name="pro">
        <logger name="com.cms" level="warn"/>
        <root level="info">
            <appender-ref ref="ERROR_FILE" />
            <appender-ref ref="WARN_FILE" />
        </root>
    </springProfile>

</configuration>
           

日志收集異常資訊

日志資訊往往伴随着異常資訊的輸出,是以,我們需要修改統一異常的處理器,将異常資訊以流的方式寫到日志檔案中

  • 異常資訊檔案工具類
@Slf4j
public class ExceptionUtil {

    /**
     * 列印異常資訊
     */
    public static String getMessage(Exception e) {
        String swStr = null;
        try (StringWriter sw = new StringWriter(); PrintWriter pw = new PrintWriter(sw)) {
            e.printStackTrace(pw);
            pw.flush();
            sw.flush();
            swStr = sw.toString();
        } catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace();
            log.error(ex.getMessage());
        }
        return swStr;
    }
}
           
  • 修改統一異常處理器,将異常方法中的直接列印改為日志輸入并列印
// ...
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@ControllerAdvice
@Slf4j
public class GlobalExceptionHandler {

    /**-------- 通用異常處理方法 --------**/
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    @ResponseBody
    public R error(Exception e) {
        // e.printStackTrace();
        log.error(ExceptionUtil.getMessage(e));
        return R.error();
    }
    
   // ...
}   
           

注意

  1. 日志的環境即spring.profiles.acticve,跟随項目啟動;
  2. 啟動後,即可到自定目錄查找到生成的日志檔案;
  3. 本地idea調試時,推薦Grep Console插件可實作控制台的自定義顔色輸出