JavaEE15-Spring Boot统一功能处理

目录

1.统一用户登录权限效验

1.1.最初用户登录验证

1.2.Spring AOP用户统一登录验证的问题

1.3.Spring拦截器

1.3.1.创建自定义拦截器，实现 HandlerInterceptor 接口并重写 preHandle（执行具体方法之前的预处理）方法

1.3.2.将自定义拦截器加入到系统配置（WebMvcConfigurer 的 addInterceptors 方法中）并设置相应的拦截规则

排除所有的静态资源

1.4.拦截器实现原理

1.4.1.实现原理源码分析

1.4.2.拦截器小结

1.5.扩展：统一访问前缀添加

2.统一异常处理

2.1.创建统一异常类，并标识当前的类为@ControllerAdvice

2.2.实现异常处理的方法（可以定义多个），在方法上添加@ExceptionHandler注解（异常类型）

3.统一数据返回格式

3.1.为什么需要统一数据返回格式？

3.2.统一数据返回格式的实现

3.2.1.标识当前的类为@ControllerAdvice，并重写ResponseBodyAdvice接口

3.2.2.实现重写的方法，封装统一返回的方法

3.3.@ControllerAdvice源码分析

4.总结

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下面进入AOP实战环节~

1.统一用户登录权限效验

1.1.最初用户登录验证

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpSession;@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {/*** 某⽅法 1*/@RequestMapping("/m1")public Object method(HttpServletRequest request) {// 有 session 就获取，没有不会创建HttpSession session = request.getSession(false);if (session != null && session.getAttribute("userinfo") != null) {// 说明已经登录，业务处理return true;} else {// 未登录return false;}}/*** 某⽅法 2*/@RequestMapping("/m2")public Object method2(HttpServletRequest request) {// 有 session 就获取，没有不会创建HttpSession session = request.getSession(false);if (session != null && session.getAttribute("userinfo") != null) {// 说明已经登录，业务处理return true;} else {// 未登录return false;}}//其他方法...
}

每个⽅法中都有相同的⽤户登录验证权限，缺点：

1. 每个⽅法中都要单独写⽤户登录验证的⽅法，即使封装成公共⽅法，也⼀样要传参调⽤和在⽅法中进⾏判断。
2. 添加控制器越多，调⽤⽤户登录验证的⽅法也越多，这样就增加了后期的修改成本和维护成本。
3. 这些⽤户登录验证的⽅法和接下来要实现的业务⼏何没有任何关联，但每个⽅法中都要写⼀遍。

所以提供⼀个公共的 AOP ⽅法来进⾏统⼀的⽤户登录权限验证迫在眉睫。

1.2.Spring AOP用户统一登录验证的问题

能想到的第⼀个实现⽅案是 Spring AOP 前置通知或环绕通知来实现：

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.stereotype.Component;@Aspect
@Component
public class UserAspect {// 定义切点⽅法 controller 包下、⼦孙包下所有类的所有⽅法@Pointcut("execution(* com.example.demo.controller..*.*(..))")public void pointcut() { }// 前置⽅法@Before("pointcut()")public void doBefore() {}// 环绕⽅法@Around("pointcut()")public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) {Object obj = null;System.out.println("Around ⽅法开始执⾏");try {// 执⾏拦截⽅法obj = joinPoint.proceed();} catch (Throwable throwable) {throwable.printStackTrace();}System.out.println("Around ⽅法结束执⾏");return obj;}
}

如果要在以上 Spring AOP 的切⾯中实现⽤户登录权限效验的功能，有两个问题：

1. 没办法获取到 HttpSession 对象。
2. 要对⼀部分⽅法进⾏拦截，⽽另⼀部分⽅法不拦截，如注册⽅法和登录⽅法是不拦截的，这样排除⽅法的规则很难定义，甚至没办法定义。 

如何解决呢？

1.3.Spring拦截器

对以上问题 Spring 中提供了具体的实现拦截器（对AOP的扩展）：HandlerInterceptor，拦截器的实现分为以下两个步骤：

1.3.1.创建自定义拦截器，实现 HandlerInterceptor 接口并重写 preHandle（执行具体方法之前的预处理）方法

使⽤代码来实现⼀个⽤户登录的权限效验，⾃定义拦截器是⼀个普通类：

import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpSession;/*** 创建一个登录的拦截器*/
@Component
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {//返回true表示验证通过，可以执行后面的方法；返回false表示验证失败，后面的代码就不能执行了@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {HttpSession session = request.getSession(false); //有会话使用会话；没有会话不创建会话。因为验证可能发生在任何阶段，有可能没有登录直接验证，此时没有会话，就不去创建新的会话。只有登录成功会创建会话，其他情况都不创建会话。if(session != null && session.getAttribute("userinfo") != null) {//表示用户已登录return true;}//执行到此行，表示验证未通过，自动跳转到登录页面response.sendRedirect("/login.html");return false;}
}

1.3.2.将自定义拦截器加入到系统配置（WebMvcConfigurer 的 addInterceptors 方法中）并设置相应的拦截规则

import com.example.demo.interceptor.LoginInterceptor;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;@Configuration
public class AppConfig implements WebMvcConfigurer {@Autowiredprivate LoginInterceptor loginInterceptor; //写法1 推荐使用/*** 给当前项目添加拦截器** @param registry*/@Overridepublic void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
//        registry.addInterceptor(new LoginInterceptor()); //写法2 不推荐使用registry.addInterceptor(loginInterceptor) //①拦截的具体业务实现.addPathPatterns("/**") //拦截所有接口 拦截所有的url ②拦截规则.excludePathPatterns("/user/reg") //排除接口 不拦截/user/reg ③不拦截规则.excludePathPatterns("/**/*.html"); //不拦截所有的html页面//对应支持注册多个拦截器的，若有多个拦截器，继续按上面的写下去即可//registry.addInterceptor(loginInterceptor2)//        .addPathPatterns("/**") //        ...}
}

• addPathPatterns：表示需要拦截的 URL，“**”表示拦截任意⽅法（也就是所有⽅法）。
• excludePathPatterns：表示需要排除的 URL。

说明：以上拦截规则可以拦截此项⽬中的使⽤ URL，包括静态⽂件（图⽚⽂件、JS 和 CSS 等⽂件）。

验证：未登录前：

实体类：

import lombok.Data;@Data
public class UserInfo {private int id;private String username;private String password;
}

UserController类：

import com.example.demo.model.UserInfo;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RequestMapping("/user")
@RestController
public class UserController {/*** 用户注册功能** @param userInfo* @return*/@RequestMapping("/reg")public boolean reg(UserInfo userInfo) {//伪代码return true;}/*** 上传头像功能** @return*/@RequestMapping("/upload")public UserInfo upload() {UserInfo userInfo = new UserInfo();userInfo.setId(1);userInfo.setUsername("张三");userInfo.setPassword("");return userInfo;}
}

login.html文件：

<!doctype html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport"content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0"><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge"><title>登录页面</title>
</head>
<body>
<h1>登录页面</h1>
</body>
</html>

 

验证：登录后：

import lombok.Data;@Data
public class UserInfo {private int id;private String username;private String password;public UserInfo() {}public UserInfo(int id, String username, String password) {this.id = id;this.username = username;this.password = password;}
}

import com.example.demo.model.UserInfo;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpSession;@RequestMapping("/user")
@RestController
public class UserController {/*** 用户注册功能** @param userInfo* @return*/@RequestMapping("/reg")public boolean reg(UserInfo userInfo) {//伪代码return true;}/*** 上传头像功能** @return*/@RequestMapping("/upload")public UserInfo upload() {UserInfo userInfo = new UserInfo();userInfo.setId(1);userInfo.setUsername("张三");userInfo.setPassword("");return userInfo;}@RequestMapping("/login")public boolean login(String username, String password, HttpServletRequest request) {//非空效验if(StringUtils.hasLength(username) && StringUtils.hasLength(password)) {if(username.equals("admin") && password.equals("admin")) {//用户名和密码正确，登录成功//添加sessionHttpSession session = request.getSession(true); //如果有session就用session，没session就创建sessionsession.setAttribute("userinfo", new UserInfo(1, "admin", "admin")); //一定要和拦截器里的key值保持一致return true;}}return false;}
}

import com.example.demo.interceptor.LoginInterceptor;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;@Configuration
public class AppConfig implements WebMvcConfigurer {@Autowiredprivate LoginInterceptor loginInterceptor;/*** 给当前项目添加拦截器** @param registry*/@Overridepublic void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {registry.addInterceptor(loginInterceptor).addPathPatterns("/**") //拦截所有的url.excludePathPatterns("/user/reg") //不拦截注册接口/user/reg.excludePathPatterns("/user/login") //不拦截登录接口 /user/login.excludePathPatterns("/**/*.html"); //不拦截所有的html页面}
}

 

 

排除所有的静态资源

@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {registry.addInterceptor(new LoginInterceptor()).addPathPatterns("/**") // 拦截所有接⼝.excludePathPatterns("/**/*.js").excludePathPatterns("/**/*.css").excludePathPatterns("/**/*.jpg").excludePathPatterns("/login.html").excludePathPatterns("/**/login"); // 排除接⼝
}

1.4.拦截器实现原理

正常情况下的调⽤顺序：

然⽽有了拦截器之后，会在调⽤ Controller 之前进⾏相应的业务处理，执⾏的流程如下图所示：

1.4.1.实现原理源码分析

所有的 Controller 执⾏都会通过⼀个调度器 DispatcherServlet 来实现，这⼀点可以从 Spring Boot 控制台的打印信息看出：

⽽所有⽅法都会执⾏ DispatcherServlet 中的 doDispatch 调度⽅法，doDispatch源码如下：

protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {HttpServletRequest processedRequest = request;HandlerExecutionChain mappedHandler = null;boolean multipartRequestParsed = false;WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);try {try {ModelAndView mv = null;Object dispatchException = null;try {processedRequest = this.checkMultipart(request);multipartRequestParsed = processedRequest != request;mappedHandler = this.getHandler(processedRequest);if (mappedHandler == null) {this.noHandlerFound(processedRequest, response);return;}HandlerAdapter ha = this.getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());String method = request.getMethod();boolean isGet = HttpMethod.GET.matches(method);if (isGet || HttpMethod.HEAD.matches(method)) {long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());if ((new ServletWebRequest(request, response)).checkNotModified(lastModified) && isGet) {return;}}//调用预处理 执行的就是拦截器 重点if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {return;}//执行Controller中的业务mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {return;}this.applyDefaultViewName(processedRequest, mv);mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);} catch (Exception var20) {dispatchException = var20;} catch (Throwable var21) {dispatchException = new NestedServletException("Handler dispatch failed", var21);}this.processDispatchResult(processedRequest, response, mappedHandler, mv, (Exception)dispatchException);} catch (Exception var22) {this.triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, var22);} catch (Throwable var23) {this.triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mappedHandler, new NestedServletException("Handler processing failed", var23));}} finally {if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {if (mappedHandler != null) {mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processedRequest, response);}} else if (multipartRequestParsed) {this.cleanupMultipart(processedRequest);}}}

从上述源码可以看出在开始执⾏ Controller 之前，会先调⽤ 预处理⽅法 applyPreHandle，⽽applyPreHandle ⽅法的实现源码如下：

boolean applyPreHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws Exception {for(int i = 0; i < this.interceptorList.size(); this.interceptorIndex = i++) {HandlerInterceptor interceptor = (HandlerInterceptor)this.interceptorList.get(i);if (!interceptor.preHandle(request, response, this.handler)) {this.triggerAfterCompletion(request, response, (Exception)null);return false;}}return true;
}

从上述源码可以看出，在 applyPreHandle 中会获取所有的拦截器 HandlerInterceptor 并执⾏拦截器中的 preHandle ⽅法，这样就和前⾯定义的拦截器对应上了：

此时⽤户登录权限的验证⽅法就会执⾏，这就是拦截器的实现原理。

1.4.2.拦截器小结

通过上⾯的源码分析可以看出，Spring 中的拦截器也是通过动态代理和环绕通知的思想实现的，⼤体的调⽤流程如下：

1.5.扩展：统一访问前缀添加

import com.example.demo.interceptor.LoginInterceptor;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.PathMatchConfigurer;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;/*** 用户登录拦截器实现*/
@Configuration
public class AppConfig implements WebMvcConfigurer {@Autowiredprivate LoginInterceptor loginInterceptor;/*** 给当前项目添加拦截器** @param registry*/@Overridepublic void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
//        registry.addInterceptor(loginInterceptor)
//                .addPathPatterns("/**") //拦截所有的url
//                .excludePathPatterns("/user/reg") //不拦截注册接口/user/reg
//                .excludePathPatterns("/user/login") //不拦截登录接口 /user/login
//                .excludePathPatterns("/**/*.html"); //不拦截所有的html页面}/*** 给所有的服务添加api前缀* @param configurer*/@Overridepublic void configurePathMatch(PathMatchConfigurer configurer) {configurer.addPathPrefix("api", c -> true); //其中第⼆个参数是⼀个表达式，设置为 true 表示启动前缀。}
}

 

2.统一异常处理

①算术异常：ArithmeticException

前端是使用ajax请求的，得到一个500，前端不知道是什么情况。因为500的success不会走success的回调方法，不会走回调方法意味着前端会一直等待后端的返回，但后端一直没有返回。这样的报错信息，前端懵了，用户更懵。

实现了统一异常处理-->不管后端出啥问题，把这个问题以前端能够看得懂的方式json的方式返回给前端，前端拿到这个消息至少会走success方法，可判断success里的状态等等。还可以在拦截到某个异常之后，把这个异常以短信的形式发送给研发/运维人员，进而解决问题。

统⼀异常处理使⽤的是 @ControllerAdvice + @ExceptionHandler 来实现的。

@ControllerAdvice 表示控制器通知类（对当前的控制器进行功能增强的），@ExceptionHandler 是异常处理器，两个结合表示当出现异常的时候执⾏某个通知，也就是执⾏某个⽅法事件。

2.1.创建统一异常类，并标识当前的类为@ControllerAdvice

2.2.实现异常处理的方法（可以定义多个），在方法上添加@ExceptionHandler注解（异常类型）

还是出错了，但此时出错信息被封装成了一个json数据，前端会走success代码：发现状态state不等于1说明操作失败了，查看原因发现除数为0了，用户就不会懵逼了。

②空指针异常：NullPointerException

 

 ③类型转换异常：

 

可以把典型的一些异常分别定义出来，其他的异常定义为默认异常/自定义异常。当遇到一个异常没有定义时，会去走默认异常。

import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import java.util.HashMap;/*** 统一异常错误处理类*/
@ControllerAdvice //从业务来说表示当前类为统一异常封装类，这个注解本身表示对当前的控制器进行功能增强的
@ResponseBody
public class MyExceptionResult {/*** 算术异常** @param e* @return*/@ExceptionHandler(ArithmeticException.class)public HashMap<String, Object> myArithmeticException(ArithmeticException e) {HashMap<String, Object> result = new HashMap<String, Object>();result.put("state", -1);result.put("msg", "算术异常：" + e.getMessage());result.put("data", null);return result;}/*** 空指针异常** @param e* @return*/@ExceptionHandler(NullPointerException.class)public HashMap<String, Object> myNullPointerException(NullPointerException e) {HashMap<String, Object> result = new HashMap<String, Object>();result.put("state", -1);result.put("msg", "空指针异常：" + e.getMessage());result.put("data", null);return result;}/*** 默认异常** @param e* @return*/@ExceptionHandler(Exception.class)public HashMap<String, Object> myException(Exception e) {HashMap<String, Object> result = new HashMap<String, Object>();result.put("state", -1);result.put("msg", "默认异常：" + e.getMessage());result.put("data", null);return result;}
}

注：

• ⽅法名和返回值可以⾃定义，其中最重要的是 @ExceptionHandler(Exception.class) 注解。
• 以上⽅法表示，如果出现了异常就返回给前端⼀个 HashMap 的对象，其中包含的字段如代码中定义的那样。
• 可以针对不同的异常，返回不同的结果。
• 当有多个异常通知时，匹配顺序为当前类及其⼦类向上依次匹配，即当既有空指针异常也有默认异常时，会优先走空指针异常。也就是优先会走子类，而不是父类。

3.统一数据返回格式

3.1.为什么需要统一数据返回格式？

统⼀数据返回格式的优点有很多，比如以下几个：

1. ⽅便前端程序员更好的接收和解析后端数据接⼝返回的数据。
2. 降低前端程序员和后端程序员的沟通成本，按照某个格式实现就⾏了，因为所有接⼝都是这样返回的。
3. 有利于项⽬统⼀数据的维护和修改。
4. 有利于后端技术部⻔的统⼀规范的标准制定，不会出现稀奇古怪的返回内容。

3.2.统一数据返回格式的实现

统⼀的数据返回格式可以使⽤ @ControllerAdvice + ResponseBodyAdvice 的⽅式实现：

3.2.1.标识当前的类为@ControllerAdvice，并重写ResponseBodyAdvice接口

3.2.2.实现重写的方法，封装统一返回的方法

import org.springframework.core.MethodParameter;
import org.springframework.http.MediaType;
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;
import java.util.HashMap;/*** 统一数据返回封装*/
@ControllerAdvice
public class MyResponseBodyAdvice implements ResponseBodyAdvice {/*** 内容是否需要重写（通过此方法可以选择部分控制器和方法进行重写）* 返回true表示重写* * @param returnType* @param converterType* @return*/@Overridepublic boolean supports(MethodParameter returnType, Class converterType) {return true;}/*** 方法返回之前调用此方法* * @param body* @param returnType* @param selectedContentType* @param selectedConverterType* @param request* @param response* @return*/@Overridepublic Object beforeBodyWrite(Object body, MethodParameter returnType, MediaType selectedContentType, Class selectedConverterType, ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response) {HashMap<String, Object> result = new HashMap<>();result.put("sate", 1);result.put("data", body);result.put("msg", "");return result;}
}

3.3.@ControllerAdvice源码分析

通过对 @ControllerAdvice 源码的分析可知上⾯统⼀异常和统⼀数据返回的执⾏流程，先从 @ControllerAdvice 的源码看起：

可以看出 @ControllerAdvice 派⽣于 @Component 组件，⽽所有组件初始化都会调⽤InitializingBean 接⼝。InitializingBean 有哪些实现类？其中 Spring MVC 中的实现⼦类是 RequestMappingHandlerAdapter，它⾥⾯有⼀个⽅法 afterPropertiesSet() ⽅法，表示所有的参数设置完成之后执⾏的⽅法：

⽽这个⽅法中有⼀个 initControllerAdviceCache ⽅法，查询此⽅法的源码如下：

发现这个⽅法在执⾏是会查找所有使用 @ControllerAdvice 注解的类，这些类会在容器中，当发⽣某个事件时，调⽤相应的 Advice 方法，⽐如返回数据前调⽤统⼀数据封装，⽐如发⽣异常是调⽤异常的 Advice ⽅法实现。

4.总结

• 统⼀⽤户登录权限的效验使⽤ WebMvcConfigurer+ HandlerInterceptor来实现
• 统⼀异常处理使⽤ @ControllerAdvice + @ExceptionHandler 来实现
• 统⼀返回值处理使⽤ @ControllerAdvice + ResponseBodyAdvice 来处理