设计多层服务调用中的异常处理框架

题目

设计多层服务调用中的异常处理框架

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐⭐

考点

异常封装与转换,异常链维护,资源清理安全,上下文信息传递

快速回答

核心解决方案要点：

• 创建自定义异常基类，封装错误码和上下文元数据
• 使用异常链（initCause()/带Throwable参数的构造器）保持原始异常
• 结合try-with-resources和finally块确保资源释放
• 在服务边界进行异常转换（如DAO→Service→Controller层）
• 使用线程局部变量（ThreadLocal）传递调用上下文

问题场景

在分布式系统中，一个业务请求可能跨越DAO层、服务层、RPC层等多个调用层级。需要设计异常处理框架确保：

1. 底层异常信息不丢失
2. 敏感信息（如SQL语句）不暴露给上层
3. 资源（数据库连接、文件句柄）100%释放
4. 携带业务上下文（如订单ID、用户ID）

核心实现方案

1. 自定义异常体系

// 基础业务异常（含错误码和上下文）
public abstract class BusinessException extends RuntimeException {
    private final String errorCode;
    private final Map<String, String> context = new HashMap<>();

    public BusinessException(String message, String errorCode, Throwable cause) {
        super(message, cause);  // 关键：保存原始异常
        this.errorCode = errorCode;
    }

    public void addContext(String key, String value) {
        context.put(key, value);
    }

    // 获取完整上下文信息（JSON格式）
    public String getContextInfo() { /*...*/ }
}

// 分层子类示例（DAO层）
public class DaoException extends BusinessException {
    public DaoException(String message, Throwable cause) {
        super(message, "ERR_DAO_001", cause);
    }
}

2. 异常转换与链式传递

// Service层处理DAO异常
public Order getOrder(String orderId) throws ServiceException {
    try (Connection conn = dataSource.getConnection()) {  // try-with-resources
        OrderDAO dao = new OrderDAO(conn);
        return dao.fetchOrder(orderId);

    } catch (DaoException ex) {
        // 添加业务上下文
        ex.addContext("orderId", orderId);

        // 转换为服务层异常（保留原始异常）
        throw new ServiceException("订单查询失败", "ERR_SVC_200", ex);
    } finally {
        // 清理线程局部变量（如事务ID）
        TransactionContext.clear();
    }
}

最佳实践

• 分层转换：每层封装专属异常（DAOException → ServiceException → ApiException）
• 上下文传递：使用ThreadLocal存储请求级数据（如MDC）
• 资源释放：
  • 优先使用try-with-resources（实现AutoCloseable）
  • 复杂资源在finally中显式释放
• 日志记录：在顶层统一记录异常（包含完整上下文）

常见错误

扩展知识

• 响应式编程异常处理：Project Reactor中的onErrorResume()/onErrorMap()
• JVM限制：
  • 异常cause链最多支持250层（可配置）
  • 频繁抛出异常影响性能（创建栈快照）
• 框架集成：Spring的@ControllerAdvice统一异常处理