JavaWeb 中 Service 层异常是直接处理还是抛到Controller 层处理

JavaWeb中 Service 层异常会怎么处理？这是个非常有启发意义的问题。

一般初学者学习编码和错误处理时，先知道编程语言有一种处理错误的形式或者约定（如Java就是抛异常），然后就开始用这些工具，但是却反过来忽视这个问题的本质：

处理错误是为了写出正确的程序

到底怎么算“正确”呢？是要由解决的问题决定的。问题不同，解决方案就不同。

比如，一个web接口接受用户的请求，这个请求需要传入一个参数“年龄”，也许业务要求这个字段应该是个0～150之间的整数。如果用户输入的是个字符串或者负数就肯定不被接受。一般在后端的某个地方都会做输入的合法性检查，检查不过就抛异常。但是归根到底这个问题的“正确”解决方法总是要以某种形式提示用户。而提示用户是某种前端工作，这就要看这个界面到底是app，H5 + ajax还是类似于jsp那样的服务器产生的界面。不管哪种，你需要根据需求去”设计一个修复错误“的流程。比如一个常见的流程需要后端抛异常，然后一路到某个集中处理错误的代码，将其转换为某个HTTP的错误（某个特定业务错误码）提供给前端，前端再去做”提示“。如果用户输入了非法的请求，从逻辑上后端都没法自己修复，这是个“正确”的策略。

换一个例子，比如用户想上传一个头像，后端将图片发给某个云存储，结果云存储报500错误。怎么办呢？你可能想到了重试几次，因为也许问题仅仅是临时的网络抖动而已，重试就可以正常执行。但如果重试多次无效。如果做系统时设计了某种热备方案，那么就可能改为发到另外一个服务器上。“重试”和“使用备份的依赖”都是“立刻处理“。

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但如果重试无效，所有的备份服务也无效，那么也许就能像上面那样把错误抛给前端，提示用户“服务器开小差”。从这个方案很容易看出来，你想把错误抛到哪里是因为那个catch的地方是处理问题最方便的地方。一个问题的解决方案可能要几个不同的错误处理组合起来才能办到。

另外一个例子，你的程序抛了一个NPE。这一般就是程序员的bug——要不就是程序员想要表达一个东西”没有“，结果在后续处理中忘了判断是否为null；要不就是在写代码时觉得100%不可能为null的地方出现了一个null。不管哪种情况，这个错误用户总会看到一个很含糊的报错信息，这远远不够。“正确”的办法是程序员自己能尽快发现它，并尽快修复。要做到这一点，需要监控系统不断的爬log，把问题报警出来。而不是等到用户找客服来吐槽。

再换一个例子，比如你的后端程序突然OOM，挂了。挂的程序是没法恢复自己的。要做到“正确”就必须得在服务之外的容器考虑这个问题。比如你的服务跑在k8s上，他们会监控你程序的状态，然后重新启动新的服务实例以弥补挂掉的服务，还得调整流量，把去往挂掉服务的流量切掉，重新换到新的实例上。这里的恢复因为跨系统所以不能仅仅用异常实现，但是道理是一样的。但光靠重启就是“正确”的吗？如果服务是完全无状态的，问题不大。但是如果是有状态的，部分用户数据可能就会被执行一半的请求搞乱套。因此重启时要留意先“恢复数据到合法状态”。这又回到了你需要知道怎么样才是“正确”的做法。只依靠简单的语法功能是不能无脑解决这个事的。

• 我们可以推广下，一个工作线程的“外部容器“是管理工作线程的“master”。一个网络请求的“外部容器”是一个web server。一个用户进程的“外部容器”是操作系统。Erlang把这种supervisor-worker的机制融入到语言的设计中。

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Web程序之所以很大程度上能够把异常抛给顶层，主要由于3个原因：

• 请求来自于前端，对于因为用户请求有误（数据合法性、权限、用户上下文状态）造成的问题，最终大概率只能告诉用户。因此抛异常到一个集中处理错误的地方，把异常转换为某个业务错误码的方法是合理的。
• 后端服务一般都是无状态的。这也是互联网系统设计的一般性原则。无状态就意味着可以随意重启。对于用户的数据因为下一条一般情况下不会出问题。
• 后端对数据的修改依赖DB的事务。因此一个改了一半的没提交的事务是不会造成副副作用。

但你要清楚上面这3条并不是总是成立的。总会存在一些处理逻辑并非完全无状态，也并不是所有的数据修改都能用一个事务保护。尤其要注意对微服务的调用，对内存状态的修改是没有事务保护的，一不留神就会出现搞乱用户数据的问题。比如：

 try {
   int res1 = doStep1();
   this.statusVar1 += res1;
   int res2 = doStep2();
   this.statusVar2 += res2;
   int res3 = doStep3(); // throw an exception
   this.statusVar3 = statusVar1 + statusVar2 + res3;
} catch ( ...) { 
   // ...
}

先假设this.statusVar1, this.statusVar2, this.statusVar3之间需要维护某种不变的约束（invariant）。然后执行这段代码时，如果在doStep3那抛出一个异常下面对statusVar3的赋值就不会执行。这时如果不能将statusVar1和statusVar2的修改rollback回去，就会造成数据违反约束的问题。而程序员一般是很难直接发现这个数据被改坏了。而坏掉的数据可能会偷偷的导致其他依赖这个数据的代码逻辑出错（比如原本应该给积分的，结果却没给）。而这种错误一般非常难调查，从大量数据里找到不正确的那一小撮是相当困难的事。

比起上面这段更难搞得定的是这样的代码：

// controller
void controllerMethod(/* some params*/) {
  try {
    return svc.doWorkAndGetResult(/* some params*/);
  } catch (Exception e) {
    return ErrorJsonObject.of(e);
  }
}


// class svc
void doWorkAndGetResult(/* some params*/) {
    int res1 = otherSvc1.doStep1(/* some params */);
    this.statusVar1 += res1;
    int res2 = otherSvc2.doStep2(/* some params */);
    this.statusVar2 += res2;
    int res3 = otherSvc3.doStep3(/* some params */);
    this.statusVar3 = statusVar1 + statusVar2 + res3;
    return SomeResult.of(this.statusVar1, this.statusVar2, this.statusVar3);
}

这段代码的可怕之处在于，你在写的时候可能会以为doStep1～3这种东西即使抛异常，也能被Controller里的catch。在svc这层是不用处理任何异常的，因此不写try……catch是天经地义的。但实际上doStep1、doStep2、doStep3任何一个抛异常都会造成svc的数据状态不一致。甚至你一开始都可以通过文档或者其他沟通方式确定doStep1、doStep2、doStep3一开始都是必然可以成功，不会抛错的，因此你写的代码一开始是对的。但是你可能无法控制他们的实现（比如他们是另外一个团队开发的lib提供的），而他们的实现可能会改成会抛错。你的代码可能在完全不自知的情况下从“不会出问题”变成了“可能出问题”…… 更可怕的是类似于这样的代码是不能正确工作的：

void doWorkAndGetResult(/* some params*/) {
    try {
       int res1 = otherSvc1.doStep1(/* some params */);
       this.statusVar1 += res1;
       int res2 = otherSvc2.doStep2(/* some params */);
       this.statusVar2 += res2;
       int res3 = otherSvc3.doStep3(/* some params */);
       this.statusVar3 = statusVar1 + statusVar2 + res3;
       return SomeResult.of(this.statusVar1, this.statusVar2, this.statusVar3);
   } catch (Exception e) {
     // do rollback
   }
}

你可能以为这样就会处理好数据rollback了，甚至你会觉得这种代码非常优雅。但是实际上doStep1～3每一个地方抛错，rollback的代码都不一样。你必须得这么写：

void doWorkAndGetResult(/* some params*/) {
    int res1, res2, res3;
    try {
       res1 = otherSvc1.doStep1(/* some params */);
       this.statusVar1 += res1;
    } catch (Exception e) {
       throw e;
    }


    try {
      res2 = otherSvc2.doStep2(/* some params */);
      this.statusVar2 += res2;
    } catch (Exception e) {
      // rollback statusVar1
      this.statusVar1 -= res1;
      throw e;
    }

  
    try {
      res3 = otherSvc3.doStep3(/* some params */);
      this.statusVar3 = statusVar1 + statusVar2 + res3;
    } catch (Exception e) {
      // rollback statusVar1 & statusVar2
      this.statusVar1 -= res1;
      this.statusVar2 -= res2;
      throw e;
   } 
}

这才是能得到正确结果的代码——在任何地方出现错误都能维护数据一致性。优雅吗？看起来很丑。这甚至比go的if err != nil还丑。但如果一定要在正确性和优雅性上作出取舍，我会毫不犹豫的选择前者。作为程序员是不能直接认为抛异常可以解决任何问题的，你必须学会写出有正确逻辑的程序，哪怕很难，并且看起来很丑。为了达成很高的正确性，你不能总是把自己大部分注意力放在“一切都OK的流程上“，而把错误看作是可以随便搞一下的工作，或者简单的相信exception可以自动搞定一切。

总结一下，我希望所有程序员对错误处理都要有起码的敬畏之心。Java这边因为Checked Exception的设计问题不得不避免使用（见大宽宽 - Java设计出checked exception有必要吗？），而Uncaughted Exception实在是太过于弱鸡，是不能给程序员提供更好地帮助的。

因此，程序员在每次抛错或者处理错误的时候都要对自己灵魂三击：这个错误的处理是正确的吗？会让用户看到什么？会不会搞乱数据？不要以为自己抛了个异常就不管了。

此外，在编译器不能帮上太多忙的时候，好好写UT来保护代码脆弱的正确性。

以上就是w3cschool分享的JavaWeb 中 Service 层异常抛到 Controller 层处理还是直接处理。希望对大家有所帮助。