SpringBoot中的统一功能处理怎么实现

本篇内容介绍了“SpringBoot中的统一功能处理怎么实现”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

一、用户登录权限效验

⽤户登录权限的发展从之前每个⽅法中⾃⼰验证⽤户登录权限，到现在统⼀的⽤户登录验证处理，它是⼀个逐渐完善和逐渐优化的过程。

1.1 最初的用户登录验证

我们先来回顾⼀下最初⽤户登录验证的实现⽅法：

@RestController@RequestMapping("/user")public class UserController {        @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;        }    }        @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...}

从上述代码可以看出，每个⽅法中都有相同的⽤户登录验证权限，它的缺点是：

• 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。

• 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。

• 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

说到统⼀的⽤户登录验证，我们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，具体实现代码如下：

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;import org.aspectj.lang.annotation.*;import org.springframework.stereotype.Component;@Aspect@Componentpublic 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，有以下两个问题：

没办法获取到 HttpSession 对象。

我们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，这样的话排除⽅法的规则很难定义，甚⾄没办法定义。

那这样如何解决呢？

1.3 Spring 拦截器

对于以上问题 Spring 中提供了具体的实现拦截器：HandlerInterceptor，拦截器的实现分为以下两个步骤：

创建⾃定义拦截器，实现 HandlerInterceptor 接⼝的 preHandle（执⾏具体⽅法之前的预处理）⽅法。

将⾃定义拦截器加⼊ WebMvcConfigurer 的 addInterceptors ⽅法中。

具体实现如下。

补充 过滤器：

过滤器是Web容器提供的。触发的时机比拦截器更靠前，Spring 初始化前就执行了，所以并不能处理用户登录权限效验等问题。

1.3.1 准备工作

package com.example.demo.controller;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;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;@RestController@RequestMapping("/user")@Slf4jpublic class UserController {    @RequestMapping("/login")    public boolean login(HttpServletRequest request,                         String username, String password) {//        // 1.非空判断//        if (username != null && username != "" &&//                password != null && username != "") {//            // 2.验证用户名和密码是否正确//        }        // 1.非空判断        if (StringUtils.hasLength(username) && StringUtils.hasLength(password)) {            // 2.验证用户名和密码是否正确            if ("admin".equals(username) && "admin".equals(password)) {                // 登录成功                HttpSession session = request.getSession();                session.setAttribute("userinfo", "admin");                return true;            } else {                // 用户名或密码输入错误                return false;            }        }        return false;    }    @RequestMapping("/getinfo")    public String getInfo() {        log.debug("执行了 getinfo 方法");        return "执行了 getinfo 方法";    }    @RequestMapping("/reg")    public String reg() {        log.debug("执行了 reg 方法");        return "执行了 reg 方法";    }}

1.3.2 自定义拦截器

接下来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，具体实现代码如下：

package com.example.demo.config;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;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;@Component@Slf4jpublic class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {    @Override    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {        // 登录判断业务        HttpSession session = request.getSession(false);        if (session != null && session.getAttribute("userinfo") != null) {            return true;        }        log.error("当前用户没有访问权限");        response.setStatus(401);        return false;    }}

返回 boolean 类型。

相当于一层安保：

为 false 则不能继续往下执行；为 true 则可以。

1.3.3 将自定义拦截器加入到系统配置

将上⼀步中的⾃定义拦截器加⼊到系统配置信息中，具体实现代码如下：

package com.example.demo.config;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.ResourceHandlerRegistry;import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;@Configuration // 一定不要忘记public class MyConfig implements WebMvcConfigurer {    @Autowired    private LoginInterceptor loginInterceptor;    @Override    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {        registry.addInterceptor(loginInterceptor)                .addPathPatterns("*.html")//                .excludePathPatterns("*.js")//                .excludePathPatterns("*.css")                .excludePathPatterns("/user/reg"); // 排除不拦截的 url    }}

或者：

package com.example.demo.common;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.context.annotation.Configuration;import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistration;import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;import java.util.ArrayList;import java.util.List;@Configurationpublic class AppConfig implements WebMvcConfigurer {    // 不拦截的 url 集合    List<String> excludes = new ArrayList<String>() {{        add("*.html");        add("/js*.html")//                .excludePathPatterns("*.js")//                .excludePathPatterns("*.css")//                .excludePathPatterns("*.jpg")//                .excludePathPatterns("login")                .excludePathPatterns("/user/reg"); // 排除不拦截的 url    }}

其中：

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)。

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，如下图所示：

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.g                            etHandler());                    String method = request.getMethod();                    boolean isGet = HttpMethod.GET.matches(method);                    if (isGet || HttpMethod.HEAD.matches(method)) {                        long lastModified = ha.getLastModified(request, mapped                                Handler.getHandler());                        if ((new ServletWebRequest(request, response)).checkNo                        tModified(lastModified) && isGet) {                            return;                        }                    }                    // 调⽤预处理【重点】                    if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, respon                            se)) {                        return;                    }                    // 执⾏ Controller 中的业务                    mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.g                            etHandler());                    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 di                            spatch failed", var21);                }                this.processDispatchResult(processedRequest, response, mappedH                        andler, mv, (Exception)dispatchException);            } catch (Exception var22) {                this.triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mapped                        Handler, var22);            } catch (Throwable var23) {                this.triggerAfterCompletion(processedRequest, response, mapped                        Handler, new NestedServletException("Handler processing failed", var23));            }        } finally {            if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {                if (mappedHandler != null) {                    mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processe                            dRequest, 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++) {            // 获取项⽬中使⽤的拦截器 HandlerInterceptor            HandlerInterceptor interceptor = (HandlerInterceptor)this.intercep            torList.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，这样就会咱们前⾯定义的拦截器对应上了，如下图所示：

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，我们可以看出，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

所有请求地址添加 api 前缀：

    @Configuration    public class AppConfig implements WebMvcConfigurer {        // 所有的接⼝添加 api 前缀        @Override        public 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。

二、统一异常处理

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，@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，具体实现代码如下：

package com.example.demo.config;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;@ControllerAdvicepublic class ErrorAdive {    @ExceptionHandler(Exception.class)    @ResponseBody    public HashMap<String, Object> exceptionAdvie(Exception e) {        HashMap<String, Object> result = new HashMap<>();        result.put("code", "-1");        result.put("msg", e.getMessage());        return result;    }    @ExceptionHandler(ArithmeticException.class)    @ResponseBody    public HashMap<String, Object> arithmeticAdvie(ArithmeticException e) {        HashMap<String, Object> result = new HashMap<>();        result.put("code", "-2");        result.put("msg", e.getMessage());        return result;    }}

方法名和返回值可以⾃定义，重要的是 @ControllerAdvice 和 @ExceptionHandler 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。

我们可以针对不同的异常，返回不同的结果，⽐以下代码所示：

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;@ControllerAdvice@ResponseBodypublic class ExceptionAdvice {    @ExceptionHandler(Exception.class)    public Object exceptionAdvice(Exception e) {        HashMap<String, Object> result = new HashMap<>();        result.put("success", -1);        result.put("message", "总的异常信息：" + e.getMessage());        result.put("data", null);        return result;    }    @ExceptionHandler(NullPointerException.class)    public Object nullPointerexceptionAdvice(NullPointerException e) {        HashMap<String, Object> result = new HashMap<>();        result.put("success", -1);        result.put("message", "空指针异常：" + e.getMessage());        result.put("data", null);        return result;    }}

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，案例演示：

在 UserController 中设置⼀个空指针异常，实现代码如下：

    @RestController    @RequestMapping("/u")    public class UserController {        @RequestMapping("/index")        public String index() {            Object obj = null;            int i = obj.hashCode();            return "Hello,User Index.";        }    }

以上程序的执⾏结果如下：

此时若出现异常就不会报错了，代码会继续执行，但是会把自定义的异常信息返回给前端！

统一完数据返回格式后：

package com.example.demo.common;import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;@ControllerAdvice@ResponseBodypublic class ExceptionAdvice {    @ExceptionHandler(Exception.class)    public Object exceptionAdvice(Exception e) {        return AjaxResult.fail(-1, e.getMessage());    }    }

统一异常处理不用配置路径，是拦截整个项目中的所有异常。

三、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：

• 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。

• 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。

• 有利于项⽬统⼀数据的维护和修改。

• 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接口 的方式实现，具体实现代码如下：

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;@ControllerAdvicepublic class ResponseAdvice implements ResponseBodyAdvice {        @Override    public boolean supports(MethodParameter returnType, Class converterType) {        return true;    }        @Override    public Object beforeBodyWrite(Object body, MethodParameter returnType,                                  MediaType selectedContentType,                                  Class selectedConverterType, ServerHttpR                                          equest request,                                  ServerHttpResponse response) {        // 构造统⼀返回对象        HashMap<String, Object> result = new HashMap<>();        result.put("state", 1);        result.put("msg", "");        result.put("data", body);        return result;    }}

统一处理后，此时所有返回的都是 json 格式的数据了。

若方法的返回类型为 String，统一数据返回格式封装后，返回会报错！？

转换器的问题，解决方案：

实际开发中这种统一数据返回格式的方式并不常用。因为它会将所有返回都再次进行封装，过于霸道了 ~

而通常我们会写一个统一封装的类，让程序猿在返回时统一返回这个类 (软性约束)，例如：

package com.example.demo.common;import java.util.HashMap;public class AjaxResult {        public static HashMap<String, Object> success(Object data) {        HashMap<String, Object> result = new HashMap<>();        result.put("code", 200);        result.put("msg", "");        result.put("data", data);        return result;    }        public static HashMap<String, Object> success(String msg, Object data) {        HashMap<String, Object> result = new HashMap<>();        result.put("code", 200);        result.put("msg", msg);        result.put("data", data);        return result;    }        public static HashMap<String, Object> fail(int code, String msg) {        HashMap<String, Object> result = new HashMap<>();        result.put("code", code);        result.put("msg", msg);        result.put("data", "");        return result;    }        public static HashMap<String, Object> fail(int code, String msg, Object data) {        HashMap<String, Object> result = new HashMap<>();        result.put("code", code);        result.put("msg", msg);        result.put("data", data);        return result;    }}

同时搭配统一数据返回格式：

package com.example.demo.common;import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;import lombok.SneakyThrows;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;@ControllerAdvicepublic class ResponseAdvice implements ResponseBodyAdvice {    @Override    public boolean supports(MethodParameter returnType, Class converterType) {        return true;    }    @SneakyThrows    @Override    public Object beforeBodyWrite(Object body, MethodParameter returnType, MediaType selectedContentType, Class selectedConverterType, ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response) {        if (body instanceof HashMap) { // 本身已经是封装好的对象            return body;        }        if (body instanceof String) { // 返回类型是 String（特殊）            ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();            return objectMapper.writeValueAsString(AjaxResult.success(body));        }        return AjaxResult.success(body);    }}

3.3 @ControllerAdvice 源码分析（了解）

通过对 @ControllerAdvice 源码的分析我们可以知道上⾯统⼀异常和统⼀数据返回的执⾏流程，我们先从 @ControllerAdvice 的源码看起，点击 @ControllerAdvice 实现源码如下：

从上述源码可以看出 @ControllerAdvice 派⽣于 @Component 组件，⽽所有组件初始化都会调用 InitializingBean 接⼝。

所以接下来我们来看 InitializingBean 有哪些实现类？在查询的过程中我们发现了，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，如下图所示：

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

我们发现这个⽅法在执⾏是会查找使⽤所有的 @ControllerAdvice 类，这些类会被容器中，但发⽣某个事件时，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。

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