设计之道－controller层的设计补遗

作者: SawyerZhou | 来源:发表于2019-08-19 10:37 被阅读0次

自从《设计之道－controller层的设计》去年发布之后，收获了许多读者朋友和同僚的欢迎和喜爱，也收到了不少的意见和建议，首先十分感谢大家的支持。同时我也一直在思考如何进一步的优化这部分代码，在这里把最近的一些优化点总结一下。主要针对两部分进行了优化，统一返回对象的封装和统一的请求/响应日志打印。

首先回顾下在上一篇当中讲到的controller层主要的职责：
1.参数校验
2.调用service层接口实现业务逻辑
3.转换业务／数据对象
4.组装返回对象
5.异常处理
当时遗漏了一点现在补上：
6.请求日志打印
接下来进入正题：

1. 统一返回对象的封装

这一点其实在上一篇中已经讲过，就是第4点：组装返回对象。只不过当时使用的是在BaseController中封装返回方法，在业务controller中调用responseOK/responseFail方法。文章发出去不久后，天草二十六_就建议我可以使用SpringMVC的ResponseBodyAdvice接口来实现统一的返回对象封装从而进一步优化代码（感谢天草）。他山之石可以攻玉，这里就先来讲一下该接口给我们的代码带来的变化。

首先看下ResponseBodyAdvice这个接口：

/**
 * Allows customizing the response after the execution of an {@code @ResponseBody}
 * or a {@code ResponseEntity} controller method but before the body is written
 * with an {@code HttpMessageConverter}.
 *
 * <p>Implementations may be registered directly with
 * {@code RequestMappingHandlerAdapter} and {@code ExceptionHandlerExceptionResolver}
 * or more likely annotated with {@code @ControllerAdvice} in which case they
 * will be auto-detected by both.
 */
public interface ResponseBodyAdvice<T> {

    /**
     * Whether this component supports the given controller method return type
     */
    boolean supports(MethodParameter returnType, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> converterType);

    /**
     * Invoked after an HttpMessageConverter is selected and just before
     * its write method is invoked.
     */
    T beforeBodyWrite(T body, MethodParameter returnType, MediaType selectedContentType,
            Class<? extends HttpMessageConverter<?>> selectedConverterType,
            ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response);

}

上面的源码由于篇幅问题，删掉了一些注释，感兴趣的同学可以自己查看代码。通过查看注释可以发现，这个接口可以让我在controller方法（需有@ResponseBody或@ResponseEntity注解）的返回对象被写到HTTP response body之前做一些事情。这里的两个方法都很重要，首先supports决定了哪些controller会被该接口拦截，其次beforeBodyWrite决定了拦截之后我们的操作。另外，注意到上面注释中建议了该接口的使用方法，其中有提到可以在实现该接口的类上使用@ControllerAdvice注解，从而同时实现异常捕获和返回对象的封装。

弄明白了ResponseBodyAdvice的作用，我们便可摒弃之前的BaseController，让controller直接返回DTO，通过实现beforeBodyWrite方法来做统一的返回对象封装。既然BaseController不需要了，那其中的封装方法responseOK/responseFail又该何去何从呢？我这边的做法是参照了《Effective Java》中的建议，用静态方法代替构造函数，改写了统一返回包装类HttpResult：

public class HttpResult<T> implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -1L;
    private boolean success;
    private T data;
    private String code;
    private String message;

    private HttpResult(boolean success, T data, String code, String message) {
        this.success = success;
        this.data = data;
        this.code = code;
        this.message = message;
    }

    private HttpResult(boolean success, T data, ResultCode resultCode) {
        this.success = success;
        this.data = data;
        this.code = resultCode.getCode();
        this.message = resultCode.getMessage();
    }

    /**
     * 成功返回
     */
    public static <T> HttpResult<T> ok(T data) {
        return new HttpResult<>(Boolean.TRUE, data, ResultCode.SUCCESS);
    }

    /**
     * 异常返回-指定错误码
     */
    public static HttpResult fail(ResultCode resultCode) {
        return new HttpResult<>(Boolean.FALSE, null, resultCode);
    }

    /**
     * 异常返回-非指定异常
     */
    public static HttpResult fail(String code, String message) {
        return new HttpResult<>(Boolean.FALSE, null, code, message);
    }
    
    //getter and setter
}

并将先前的统一异常处理类ExceptionAdvice改名为ResponseAdvice，并实现ResponseBodyAdvice接口：

/**
 * @Author: Sawyer
 * @Description: 统一异常处理及返回对象封装
 * @Date: Created in 上午11:17 17/8/11
 */
@Slf4j
@ControllerAdvice
public class ResponseAdvice implements ResponseBodyAdvice {

    @Autowired
    HttpServletRequest httpServletRequest;

    @Override
    public boolean supports(MethodParameter methodParameter, Class aClass) {
        return true;
    }

    @Override
    public Object beforeBodyWrite(Object body, MethodParameter returnType,
                                  MediaType selectedContentType,
                                  Class selectedConverterType,
                                  ServerHttpRequest request,
                                  ServerHttpResponse response) {
        //返回对象封装
        return HttpResult.ok(body);
    }


    /**
     * 异常日志记录
     */
    private void logErrorRequest(Exception e) {
        log.error("报错API URL:{}", httpServletRequest.getRequestURL().toString());
        log.error("异常:{}", e.getMessage());
    }

    /**
     * 参数未通过@Valid验证异常，
     */
    @ExceptionHandler(MethodArgumentNotValidException.class)
    private HttpResult methodArgumentNotValid(MethodArgumentNotValidException exception) {
        logErrorRequest(exception);
        return HttpResult.fail(ResultCode.INVALID_PARAM);
    }

    /**
     * 参数格式有误
     */
    @ExceptionHandler({MethodArgumentTypeMismatchException.class, HttpMessageNotReadableException.class})
    private HttpResult typeMismatch(Exception exception) {
        logErrorRequest(exception);
        return HttpResult.fail(ResultCode.MISTYPE_PARAM);
    }

    /**
     * 缺少参数
     */
    @ExceptionHandler(MissingServletRequestParameterException.class)
    private HttpResult missingServletRequestParameter(MissingServletRequestParameterException exception) {
        logErrorRequest(exception);
        return HttpResult.fail(ResultCode.MISSING_PARAM);
    }

    /**
     * 不支持的请求类型
     */
    @ExceptionHandler(HttpRequestMethodNotSupportedException.class)
    private HttpResult httpRequestMethodNotSupported(HttpRequestMethodNotSupportedException exception) {
        logErrorRequest(exception);
        return HttpResult.fail(ResultCode.UNSUPPORTED_METHOD);
    }

    /**
     * 业务层异常
     */
    @ExceptionHandler(ServiceEx.class)
    private HttpResult serviceExceptionHandler(ServiceEx exception) {
        logErrorRequest(exception);
        return HttpResult.fail(ResultCode.S_SYS_UNKNOWN.getCode(), exception.getMessage());
    }

    /**
     * 其他异常
     */
    @ExceptionHandler({HttpClientErrorException.class, IOException.class, Exception.class})
    private HttpResult commonExceptionHandler(Exception exception) {
        logErrorRequest(exception);
        return HttpResult.fail(ResultCode.S_SYS_UNKNOWN);
    }
}

这样改造后，我们的UserController就不再需要继承BaseController及返回HttpResult对象了：

@RestController
@RequestMapping("/v1/user")
public class UserController {

    @Autowired
    UserService userService;

    @PutMapping("/{id}")
    public UserDTO updateUser(@PathVariable("id") Integer id, @Valid @RequestBody UserDTO userDTO) throws Exception {
        return UserDTO.convert(userService.updateUser(id, userDTO));
    }
}

这样，我们就完成了统一返回对象封装的优化。有的同学要问了，你这儿明明没有指定@ResponseBody，为啥也能被拦截呢？这里暴露了很多同学写代码的一个问题：无意识地写一些多余的代码。仔细看@RestController的源码，其实其中已经包含了@ResponseBody注解了：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Controller
@ResponseBody
public @interface RestController {

    String value() default "";

}

2. 统一的请求/响应日志打印

对于开发过web应用的同学来说，日志的重要性相信是不言而喻的。特别是排查问题的时候，如果如果少打了请求/响应日志，那查问题的难度简直一下子就上升了几个等级。那我们该如何做才能最简便呢？其实看了前一部分，你一定能想到可以在实现beforeBodyWrite接口的同时做日志打印，毕竟参数里都有ServerHttpRequest和ServerHttpResponse了嘛。但这有一个问题，这个方法是在responseBody被写入之前执行的，但如果controller本身就已经报错了，这个方法是不会被执行的，这个时候日志也就不会被打印了。

其实对于ResponseBodyAdvice来说，还有一个对应的RequestBodyAdvice（这里就不展开了，感兴趣的同学可以自行研究），似乎可以在beforeBodyRead中打印请求日志，在beforeBodyWrite中打印正常返回日志，在@ExceptionHandler中打印异常返回日志。这个方案的确可行，但会有一个问题，这里卖个关子暂且不表，先来看我所采用的方法：单独创建一个切面来做统一的日志打印：

/**
 * @Author: Sawyer
 * @Description: 请求日志切面
 * @Date: Created in 3:07 PM 2019/8/15
 */
@Slf4j
@Aspect
@Component
public class RequestLogAspect {

    @Autowired
    HttpServletRequest request;

    @Around("execution(* com.sawyer.api.controller..*.*(..))")
    public Object around(final ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {

        log.info("请求url:{}", request.getRequestURL().toString());

        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        log.info("请求参数:{}", mapper.writeValueAsString(joinPoint.getArgs()));

        Object result = joinPoint.proceed();
        log.info("请求返回:{}", mapper.writeValueAsString(result));

        return result;
    }
}

这里稍微讲一下AOP表达式"execution(* com.sawyer.api.controller..*.*(..))"的含义：

execution()表示是最常用的切点函数，表示切面作用于方法执行时；
第一个*表示不限制返回类型；
controller后面的..表示要拦截的包路径包含controller目录及其所有子目录；
第二个*表示不限类名；
第三个*表示不限方法名；
-(..)表示不限参数；
@Around表示该切面的类型是包围类型；
故总体的含义为：在com.sawyer.api.controller包下所有的类的所有方法的执行前后进行拦截。

通过定义这样一个切面，我们就可以在controller的方法被调用前打印请求日志，被调用后打印响应日志。当然，在抛出异常的情况，日志还是打印在@ExceptionHandler里的。这个做法和之前的方法相比，有什么特别的好处吗？这里就要讲到刚刚卖的关子。

真正在生产中，我们往往会遇到一个问题，就是有些接口的日志我们并不想打印出来。特别是一些批量查询接口的响应结果，一打就一堆，如果调用频繁，就可能会造成大量空间的浪费，也不方便日志的排查。那我们就需要针对不同的类，甚至方法进行区别对待。对于不同类，自定义切面和@ControllerAdvice都可以解决，对于AOP来说可以在表达式里使用'||'或者'or'来指定多个连接点，而@ControllerAdvice则可以用basePackages数组来指定多个类。但是如果同一个类中不同的方法有不同的日志需求，那@ControllerAdvice就爱莫能助了。不过，我们真的需要在切点表达式中维护那么复杂的又无聊的关系吗？有更好的做法吗？当然有。

这里我的做法创建了一个自定义注解@LessLog用来指定是否要打日志、打什么日志。然后通过切面中的joinPoint及java反射机制来获取到方法上的注解，从而影响日志的行为，直接看代码：

首先是忽略的日志内容，主要有url日志、请求日志、响应日志、全部忽略和全部不忽略这5种：

/**
 * @Author: Sawyer
 * @Description: 忽略的日志类型
 * @Date: Created in 3:56 PM 2019/8/14
 */

public enum LogType {

    /**
     * 请求url
     */
    URL,

    /**
     * 请求
     */
    REQUEST,

    /**
     * 返回
     */
    RESPONSE,

    /**
     * 全部
     */
    ALL,

    /**
     * 无
     */
    NONE
}

然后是注解@LessLog本身，这里制定了一个type参数，用来指定忽略的日志内容，默认是全部不忽略：

/**
 * @Author: Sawyer
 * @Description: 忽略日志的注解
 * @Date: Created in 2:40 PM 2019/8/14
 */

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface LessLog {
    /**
     * 默认不忽略日志
     *
     * @return
     */
    LogType type() default LogType.NONE;
}

最后是改写我们的RequestLogAspect，利用反射机制获取到controller方法上的LessLog注解实例，并根据其type参数决定具体忽略的日志内容：

@Slf4j
@Aspect
@Component
public class RequestLogAspect {

    @Autowired
    HttpServletRequest request;

    @Around("execution(* com.yst.nfsq.vem.api.controller..*.*(..))")
    public Object around(final ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {

        boolean urlLogRequired = Boolean.TRUE;
        boolean requestLogRequired = Boolean.TRUE;
        boolean responseLogRequired = Boolean.TRUE;

        Class<?> clazz = joinPoint.getTarget().getClass();
        String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
        Class<?>[] args = ((MethodSignature) joinPoint.getSignature()).getParameterTypes();
        Method method = clazz.getMethod(methodName, args);

        if (method.isAnnotationPresent(LessLog.class)) {
            //减少日志的注解
            LessLog lessLog = method.getAnnotation(LessLog.class);
            LogType logType = lessLog.type();
            switch (logType) {
                case URL:
                    urlLogRequired = Boolean.FALSE;
                    break;
                case REQUEST:
                    requestLogRequired = Boolean.FALSE;
                    break;
                case RESPONSE:
                    responseLogRequired = Boolean.FALSE;
                    break;
                case ALL:
                    urlLogRequired = Boolean.FALSE;
                    requestLogRequired = Boolean.FALSE;
                    responseLogRequired = Boolean.FALSE;
                    break;
                default:
            }
        }
        //url日志
        if (urlLogRequired) {
            log.info("请求url:{}", request.getRequestURL().toString());
        }

        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        //请求日志
        if (requestLogRequired) {
            log.info("请求参数:{}", mapper.writeValueAsString(joinPoint.getArgs()));
        }
        Object result = joinPoint.proceed();
        //响应日志
        if (responseLogRequired) {
            log.info("请求返回:{}", mapper.writeValueAsString(result));
        }

        return result;
    }
}

这样，我们就可以在具体的发放上使用@LessLog注解来控制日志打印的内容了，比如下面的方法就不会打印响应日志：

@RestController
@RequestMapping("/v1/user")
public class UserController {

    @Autowired
    UserService userService;

    //不打印响应日志
    @LessLog(type = LogType.RESPONSE)
    @PutMapping("/{id}")
    public UserDTO updateUser(@PathVariable("id") Integer id, @Valid @RequestBody UserDTO userDTO) throws Exception {
        return UserDTO.convert(userService.updateUser(id, userDTO));
    }
}

写到这里，结合上一篇，我们已经完成了controller层的所有任务，再来回顾一下：
1.参数校验
2.调用service层接口实现业务逻辑
3.转换业务／数据对象
4.组装返回对象
5.异常处理
6.请求日志打印

这篇文章中用到的技术包括AOP、反射、注解等其实大家都耳熟能详，但很多时候都只是只知其然而不知其所以然。我还是鼓励大家在写代码时多加思考，创造机会使用这些技术，而非一味地照搬安全的老代码，从而丧失了使自己技术精进和代码更优雅的机会。

设计之道－controller层的设计补遗

1. 统一返回对象的封装

2. 统一的请求/响应日志打印

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