异常教程

Servlet 异常处理（长文讲解）

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异常处理的重要性与基础概念

在开发 Web 应用程序时，Servlet 作为核心组件之一，其异常处理能力直接影响系统的稳定性与用户体验。想象一下，当用户提交表单后，服务器因未处理的异常崩溃，用户只能看到空白页面或错误代码，这样的体验显然糟糕透顶。因此，掌握 Servlet 异常处理 的技巧，不仅能避免系统崩溃，还能通过友好的提示提升用户信任度。

异常处理的核心目标是：

  1. 捕获异常：在代码中识别潜在的错误场景。
  2. 记录异常：将错误信息保存以便后续排查。
  3. 响应用户：向客户端返回有意义的反馈，而非技术性错误。

Servlet 中的常见异常类型

在 Servlet 生命周期中，开发者会遇到多种异常类型。以下列举常见异常及其触发场景：

异常类型触发场景
ServletException由 Servlet 容器或框架抛出，通常因配置错误或逻辑问题导致。
IOException在输入输出操作（如读取请求体、写入响应）中发生，例如网络中断或文件未找到。
NullPointerException访问未初始化的对象或空指针引用时触发。
NumberFormatException将字符串转换为数字时格式不匹配，例如用户输入非数字字符。
SQLException数据库操作失败，如连接断开或 SQL 语法错误。

异常处理的比喻：交通系统中的安全网

将 Servlet 比作一条繁忙的高速公路：

  • 异常如同车辆抛锚或交通事故。
  • try-catch 块是应急车道，允许车辆（程序）临时停靠并处理问题。
  • 全局异常处理是交警指挥系统，统一协调大面积的交通异常。

直接处理异常：try-catch 块

在 Servlet 方法（如 doGet、doPost）中，可通过 try-catch 块直接捕获并处理异常。

示例 1：处理数据库连接异常

protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {  
    try {  
        // 建立数据库连接  
        Connection conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, USER, PASS);  
        // 执行 SQL 操作  
        String sql = "INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?)";  
        PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);  
        pstmt.setString(1, request.getParameter("name"));  
        pstmt.setString(2, request.getParameter("email"));  
        pstmt.executeUpdate();  
    } catch (SQLException e) {  
        // 记录错误日志  
        e.printStackTrace();  
        // 向用户返回友好提示  
        response.setContentType("text/html");  
        response.getWriter().write("数据库连接失败，请稍后再试。");  
    }  
}

注意事项

  • 避免空 catch 块：catch (Exception e) {} 会隐藏错误，导致调试困难。
  • 按需捕获：优先捕获具体异常（如 SQLException），而非父类 Exception。

全局异常处理：Filter 与 Web 配置

直接在每个方法中写 try-catch 会增加代码冗余。通过 Filter 或 web.xml 配置，可以实现全局异常捕获。

方法 1：使用 Filter 拦截异常

public class GlobalExceptionFilter implements Filter {  
    @Override  
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {  
        try {  
            chain.doFilter(request, response);  
        } catch (Exception e) {  
            // 统一处理异常逻辑  
            handleException(e, (HttpServletResponse) response);  
        }  
    }  

    private void handleException(Exception e, HttpServletResponse resp) {  
        resp.setContentType("text/html");  
        resp.getWriter().write("系统发生错误，请联系管理员！");  
        // 记录日志到文件或数据库  
        Logger.getLogger(GlobalExceptionFilter.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, e);  
    }  
}

在 web.xml 中注册 Filter：

<filter>  
    <filter-name>GlobalExceptionFilter</filter-name>  
    <filter-class>com.example.GlobalExceptionFilter</filter-class>  
</filter>  
<filter-mapping>  
    <filter-name>GlobalExceptionFilter</filter-name>  
    <url-pattern>/*</url-pattern>  
</filter-mapping>

方法 2：通过 web.xml 指定错误页面

在 web.xml 中配置全局错误页面：

<error-page>  
    <exception-type>java.lang.Exception</exception-type>  
    <location>/error.jsp</location>  
</error-page>

当未捕获的异常发生时，浏览器将自动跳转到 /error.jsp，开发者可在该页面中展示自定义提示。

结合日志框架：增强调试能力

直接使用 e.printStackTrace() 只是基础操作。推荐集成 Log4j 或 SLF4J 等日志框架，将异常信息记录到文件或集中式日志系统。

示例 2：使用 SLF4J 记录日志

import org.slf4j.Logger;  
import org.slf4j.LoggerFactory;  

public class UserController extends HttpServlet {  
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(UserController.class);  

    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {  
        try {  
            // 业务逻辑代码  
        } catch (Exception e) {  
            logger.error("用户查询失败", e);  
            resp.sendError(HttpServletResponse.SC_INTERNAL_SERVER_ERROR);  
        }  
    }  
}

最佳实践与常见误区

推荐做法

  1. 分层处理异常：在业务层捕获具体异常，Servlet 层处理通用异常。
  2. 保持响应简洁：避免将堆栈跟踪暴露给普通用户。
  3. 测试异常场景：编写单元测试模拟异常触发条件。

需避免的错误

  • 忽略 finally 块：未释放资源（如数据库连接、文件流），可能导致资源泄漏。
  • 过度泛化异常类型：如捕获 Exception 而不具体处理，可能掩盖关键问题。

案例分析：登录功能异常处理

假设一个登录表单提交后，若用户输入无效密码，需返回提示而非崩溃。

前端页面（login.html）

<form action="/login" method="post">  
    <input type="text" name="username" placeholder="用户名">  
    <input type="password" name="password" placeholder="密码">  
    <button type="submit">登录</button>  
</form>

后端 Servlet（LoginServlet.java）

protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {  
    String username = req.getParameter("username");  
    String password = req.getParameter("password");  

    try {  
        if (!authService.authenticate(username, password)) {  
            throw new InvalidCredentialsException("用户名或密码错误");  
        }  
        // 登录成功逻辑  
    } catch (InvalidCredentialsException e) {  
        req.setAttribute("error", "登录失败：" + e.getMessage());  
        RequestDispatcher dispatcher = req.getRequestDispatcher("/login.jsp");  
        dispatcher.forward(req, resp);  
    } catch (SQLException e) {  
        // 数据库异常处理逻辑  
        resp.sendError(HttpServletResponse.SC_INTERNAL_SERVER_ERROR);  
    }  
}

错误页面（login.jsp）

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>  
<html>  
<head><title>登录失败</title></head>  
<body>  
    <p style="color: red;"><%= request.getAttribute("error") %></p>  
    <a href="/login">返回登录页</a>  
</body>  
</html>

结论

Servlet 异常处理是构建健壮 Web 应用程序的基石。通过合理使用 try-catch、Filter、日志框架及配置错误页面，开发者既能保障系统稳定性，又能为用户提供清晰的反馈。记住，异常不是程序的终点，而是优化代码的起点。

在实际开发中，建议结合代码审查与自动化测试，持续完善异常处理逻辑。只有将异常管理融入开发习惯，才能让您的 Web 应用在复杂场景下始终可靠运行。

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