使用.NET 6开发TodoList应用(8)——实现全局异常处理
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需求
因为在项目中，会有各种各样的领域异常或系统异常被抛出来，那么在Controller里就需要进行完整的try-catch捕获，并根据是否有异常抛出重新包装返回值。这是一项机械且繁琐的工作。有没有办法让框架自己去做这件事呢？
有的，解决方案的名称叫做全局异常处理，或者叫做如何让接口优雅地失败。
目标
我们希望将异常处理和消息返回放到框架中进行统一处理，摆脱Controller层的try-catch块。
原理和思路
一般而言用来实现全局异常处理的思路有两种，但是出发点都是通过.NET Web API的管道中间件Middleware Pipeline实现的。第一种方式是通过.NET内建的中间件来实现；第二种是完全自定义中间件实现。
我们会简单地介绍一下如何通过内建中间件实现，然后实际使用第二种方式来实现我们的代码，大家可以比较一下异同。
在Api项目中创建Models文件夹并创建ErrorResponse类。
ErrorResponse.cs
using System.Net;
using System.Text.Json;
namespace TodoList.Api.Models;
public class ErrorResponse
{
public HttpStatusCode StatusCode { get; set; } = HttpStatusCode.InternalServerError;
public string Message { get; set; } = "An unexpected error occurred.";
public string ToJsonString() => JsonSerializer.Serialize(this);
}
创建Extensions文件夹并新建一个静态类ExceptionMiddlewareExtensions实现一个静态扩展方法:
ExceptionMiddlewareExtensions.cs
using System.Net;
using Microsoft.AspNetCore.Diagnostics;
using TodoList.Api.Models;
namespace TodoList.Api.Extensions;
public static class ExceptionMiddlewareExtensions
{
public static void UseGlobalExceptionHandler(this WebApplication app)
{
app.UseExceptionHandler(appError =>
{
appError.Run(async context =>
{
context.Response.ContentType = "application/json";
var errorFeature = context.Features.Get<IExceptionHandlerFeature>();
if (errorFeature != null)
{
await context.Response.WriteAsync(new ErrorResponse
{
StatusCode = (HttpStatusCode)context.Response.StatusCode,
Message = errorFeature.Error.Message
}.ToJsonString());
}
});
});
}
}
在中间件配置的最开始配置好，注意中间件管道是有顺序的，把全局异常处理放到第一步（同时也是请求返回的最后一步）能确保它能拦截到所有可能发生的异常。即这个位置：
var app = builder.Build();
app.UseGlobalExceptionHandler();
就可以实现全局异常处理了。接下来我们看如何完全自定义一个全局异常处理的中间件，其实原理是完全一样的，只不过我更偏向自定义中间件的代码组织方式，更加简洁和一目了然。
与此同时，我们希望对返回值进行格式上的统一包装，于是定义了这样的返回类型：
ApiResponse.cs
using System.Text.Json;
namespace TodoList.Api.Models;
public class ApiResponse<T>
{
public T Data { get; set; }
public bool Succeeded { get; set; }
public string Message { get; set; }
public static ApiResponse<T> Fail(string errorMessage) => new() { Succeeded = false, Message = errorMessage };
public static ApiResponse<T> Success(T data) => new() { Succeeded = true, Data = data };
public string ToJsonString() => JsonSerializer.Serialize(this);
}
实现
在Api项目中新建Middlewares文件夹并新建中间件GlobalExceptionMiddleware
GlobalExceptionMiddleware.cs
using System.Net;
using TodoList.Api.Models;
namespace TodoList.Api.Middlewares;
public class GlobalExceptionMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next;
public GlobalExceptionMiddleware(RequestDelegate next)
{
_next = next;
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
{
try
{
await _next(context);
}
catch (Exception exception)
{
// 你可以在这里进行相关的日志记录
await HandleExceptionAsync(context, exception);
}
}
private async Task HandleExceptionAsync(HttpContext context, Exception exception)
{
context.Response.ContentType = "application/json";
context.Response.StatusCode = exception switch
{
ApplicationException => (int)HttpStatusCode.BadRequest,
KeyNotFoundException => (int)HttpStatusCode.NotFound,
_ => (int)HttpStatusCode.InternalServerError
};
var responseModel = ApiResponse<string>.Fail(exception.Message);
await context.Response.WriteAsync(responseModel.ToJsonString());
}
}
这样我们的ExceptionMiddlewareExtensions就可以写成下面这样了：
ExceptionMiddlewareExtensions.cs
using TodoList.Api.Middlewares;
namespace TodoList.Api.Extensions;
public static class ExceptionMiddlewareExtensions
{
public static WebApplication UseGlobalExceptionHandler(this WebApplication app)
{
app.UseMiddleware<GlobalExceptionMiddleware>();
return app;
}
}
验证
首先我们需要在Controller中包装我们的返回值，举一个CreateTodoList的例子，其他的类似修改：
TodoListController.cs
[HttpPost]
public async Task<ApiResponse<Domain.Entities.TodoList>> Create([FromBody] CreateTodoListCommand command)
{
return ApiResponse<Domain.Entities.TodoList>.Success(await _mediator.Send(command));
}
还记得我们在TodoList的领域实体上有一个Colour的属性吗，它是一个值对象，并且在赋值的过程中我们让它有机会抛出一个UnsupportedColourException，我们就用这个领域异常来验证全局异常处理。
为了验证需要，我们可以对CreateTodoListCommand做一些修改，让它接受一个Colour的字符串，相应修改如下：
CreateTodoListCommand.cs
public class CreateTodoListCommand : IRequest<Domain.Entities.TodoList>
{
public string? Title { get; set; }
public string? Colour { get; set; }
}
// 以下代码位于对应的Handler中，省略其他...
var entity = new Domain.Entities.TodoList
{
Title = request.Title,
Colour = Colour.From(request.Colour ?? string.Empty)
};
启动Api项目，我们试图以一个不支持的颜色来创建TodoList：
请求
响应
顺便去看下正常返回的格式是否按我们预期的返回，下面是请求所有TodoList集合的接口返回：
可以看到正常和异常的返回类型已经统一了。
总结
其实实现全局异常处理还有一种方法是通过Filter来做，具体方法可以参考这篇文章：Filters in ASP.NET Core，我们之所以不选择Filter而使用Middleware主要是基于简单、易懂，并且作为中间件管道的第一个个中间件加入，有效地覆盖包括中间件在内的所有组件处理过程。Filter的位置是在路由中间件作用之后才被调用到。实际使用中，两种方式都有应用。
下一篇我们来实现PUT请求。
