1. 背景

在分布式的大环境下，集群部署越来越多，各个服务之间调用链路越来越长，每一种服务都有自己的错误码，如果一个服务异常，很难快速明了的通过错误码定位问题。并且错误码也散落在各个服务中，无法集中化管理，若每个服务自己来处理，耦合度过高。基于此背景，我们做了增强网关 BetterGateway 。

2. 概述

针对上述弊端，结合现在分布式流行的设计，我们决定在网关处做具体的改造，每一个请求都要经过网关才能到达业务集群，经业务集群处理之后，请求再次经过网关返回给调用者。为了实现配置文件的集中管理，放眼现在流行的配置中心，我们采用Nacos作为配置中心。将错误码存放在Nacos中，利用Nacos动态刷新的功能，实现错误码的动态不停机动态更改。同时，我们还可以支持将配置文件存放在文件系统中，利用nio来监听文件的变动，实现动态刷新，如图1.1。

为了实现通过错误码能准确快速的定位异常，我们做了如下的分析：
想要快速通过错误码能定位异常，就要规定一种特殊的错误码的组装规则，从这个错误码中，可以一眼看出是哪个服务提供商的哪个功能下的哪个接口异常。为此，我们规定了错误码的格式如图1.2。

此外还要保证错误码的唯一性，这里的错误码是组装之后的错误码（请读者分辨每个服务的错误码，和组装之后的错误码的区别，下文中都用错误码来代替每个服务自己的错误码，如有地方需要用到组装之后的错误码，笔者会写清楚）。每个服务提供商下的错误码可能有重合。为了保证唯一性，我们针对不同的网络调用，有不同的规则：

服务之间的网络调用错综复杂，大体分为两类。

1.服务内部调用。
服务名+错误码。

2.三方接口（外部网络）调用。
请求url+错误码

对于服务内部调用，内部服务定义一堆错误码。比如1000、1001，每一个内部服务就是一个服务提供商，比如a服务调用b服务的submit接口，假如此接口异常，返回错误码为1000，即可以看作 b服务提供商下返回了1000。那么此服务就是一个服务提供商，服务名+错误码是唯一标识。对于三方接口（外部服务）调用，我们采用了请求路径+该请求返回的状态码作为唯一标志。比如 b服务去调用了xxx公司的查询接口。该接口成功的返回200，失败返回1000（参数非法）、1001（鉴权失败）那么xxx公司就是一个服务提供商，查询接口+返回状态码就是唯一标识。

3. 功能

序号	功能	现阶段支持
1	错误码转换	√
2	热配置(Nacos)	√
3	热配置(文件系统)	√
4	动态鉴权	√
5	转发	×
6	分发	×
7	重试	×
8	补偿	×
9	动态返回值	×

4. 设计

4.1 总体设计

BetterGateway是基于Spring Cloud Alibaba和Spring Cloud设计。同时也支持配置文件存放本地文件系统。本文中都是基于Spring Cloud Alibaba做示例。

BetterGateway总体设计

请求先到网关，网关转给下游的系统，如上图所示。网关调用A系统，A系统去调用B系统，B系统如果异常，B系统组装好错误码（主要是服务名和错误code）此时对于B系统来说有两种选择：

抛出异常，通过全局异常处理类来处理此异常，并且返回给上游系统。

自己处理，处理完后，将此错误码返回给上游系统。

A系统，接收接口返回结果，判断是否失败，如果失败，对于A系统来说此时也有两种选择：

抛出异常，通过全局异常处理类来处理此异常，并且返回给上游系统。

自己处理，处理完后，将此错误码返回给上游系统。

在A系统中不要改变B系统返回的错误码。主要是不要改变唯一标识（服务名+错误code或三方接口路径+code），经过A系统处理后，请求来到网关，网关判断该返回值是否成功。如果失败，就会按照配置文件来组装错误码，并且将组装之后的错误码返回给上游系统。

4.2 功能组件说明

4.2.1. 配置文件

服务提供商总配置 "code" : "01" , "name" : "order-service" , "dataId" : "order-service.json" , "domainName" : "order-service" , "authMethod" : "token" , "authConfig" : { "ignorePath" : [ "/order/submit" , "/order/cancel" "ignorePathPrefix" : [ "/common" "type" : "inner" , "version" : "5"

code 服务提供商编码。

name 服务提供商名称。

dataId 服务提供商配置id。

domainName 服务提供商域。

authMethod 默认认证方式。

authConfig 额外认证方式。

ignorePath 不认证的路径（全路径）。

ignorePathPrefix 不认证的路径（前缀）。

type 服务提供商类别。

version 配置版本号，服务提供商错误码配置。

"url" : "order-service" , "featCode" : "001" , "errorCodeList" : [ "errorCode" : "5106" , "code" : "001" , "type" : "P" , "tips" : "当前用户无此节点操作权限" , "handleStrategy" : "" , "handleParam" : "" "url" : "order-service" , "featCode" : "002" , "errorCodeList" : [ "errorCode" : "5012" , "code" : "001" , "type" : "P" , "tips" : "改订单已作废" , "handleStrategy" : "forward" , "handleParam" : "/viewCancelOrder" "errorCode" : "5013" , "code" : "001" , "type" : "P" , "tips" : "订单正在处理中 " , "handleStrategy" : "forward" , "handleParam" : "/viewDoingOrder" "url" : "/system/institution/dealer/search" , "featCode" : "" , "errorCodeList" : [ "errorCode" : "" , "code" : "" , "type" : "" , "tips" : "" , "handleStrategy" : "distribute" , "handleParam" : "http://10.98.14.80/system/institution/dealer/search"

url 接口地址（内部服务即服务名）。

featCode 功能域编码。

errorCodeList 错误码列表。

errorCode 错误码（内部）。

code 错误码（展示）。

type 错误类型。

tips 错误提示。

handleStrategy 处理策略。

handleParam 处理策略参数。

正所谓单丝不成线，独木不成林，BetterGateway的实际应用需要系统改造配合，所以我们建议使用下面的结构体，作为服务调用之间的统一返回值、自定义的异常（ApiException）和配套的全局异常处理（APIExceptionHandler）。

4.2.1 结构体

@Data
public class ApiResult<T> implements Serializable {
  private static final long serialVersionUID = 0xc93480e15321b2c5L;
  private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ApiResult.class);
   * 状态码
  private Integer code;
   * 说明信息
  private String msg;
   * 错误code
  private String appCode;
   * 服务名/url
  private String path;
   * 返回数据
  private T data;
  public ApiResult() {
    this.path = PropertyUtils.getServiceName();
  public ApiResult(ResultCode code) {
    this.code = code.code();
    this.msg = code.message();
    this.appCode = String.valueOf(code.code());
    this.path = PropertyUtils.getServiceName();
  public ApiResult(Integer code, String msg) {
    this.code = code;
    this.msg = msg;
    this.appCode = String.valueOf(code);
    this.path = PropertyUtils.getServiceName();
  public ApiResult(ResultCode resultCode, T data) {
    this.code = resultCode.getCode();
    this.msg = resultCode.getMsg();
    this.appCode = String.valueOf(resultCode.getCode());
    this.path = PropertyUtils.getServiceName();
    this.data = data;
  public static <T> ApiResult<T> failure(Integer code, String path) {
    ApiResult<T> result = failure();
    result.setCode(code);
    result.setAppCode(String.valueOf(code));
    result.setPath(path);
    return result;
  public static <T> ApiResult<T> failure(Integer code, String path, T data) {
    ApiResult<T> result = failure();
    result.setCode(code);
    result.setAppCode(String.valueOf(code));
    result.setPath(path);
    result.setData(data);
    return result;
  public static ApiResult<String> failure(ResultCode code, String data, boolean isCustomErrorMessage) {
    ApiResult<String> result = failure(code, data);
    if (isCustomErrorMessage && Toolkit.isValid(data)) {
      result.setMsg(data);
    return result;
  public static <T> ApiResult<T> failure(APIException e) {
    ApiResult<T> result = failure();
    result.setAppCode(e.getAppCode());
    result.setPath(e.getPath());
    result.setMsg(e.getMsg());
    result.setData((T) e.getData());
    return result;
  public static <T> ApiResult<T> success() {
    return new ApiResult<T>(ResultCode.SUCCESS);
  public static <T> ApiResult<T> success(T data) {
    ApiResult<T> result = new ApiResult<T>(ResultCode.SUCCESS);
    result.setData(data);
    return result;
  public static <T> ApiResult<T> success(T data, String msg) {
    ApiResult<T> result = new ApiResult<T>(ResultCode.SUCCESS.code(), msg);
    result.setData(data);
    return result;
  public static <T> ApiResult<T> failure(ResultCode rc) {
    StackTraceElement se = Thread.currentThread().getStackTrace()[2];
    logger.error("failure result code: {}, msg: {}", rc.getCode(), rc.getMsg());
    logger.error("failure info: {} {} {}", se.getClassName(), se.getMethodName(), se.getLineNumber());
    return new ApiResult<T>(rc.getCode(), rc.getMsg());
  public static <T> ApiResult<T> failure() {
    return failure(ResultCode.FAIL);
  public static <T> ApiResult<T> failure(ResultCode code, T data) {
    ApiResult<T> result = failure(code);
    result.setData(data);
    return result;
也可以根据需要使用自定义的ApiResult，但需要有以下属性：
code：Integer类型的状态码，原始形态，不影响原功能。
appCode：String类型的状态码，可以存入更丰富的信息，以及第三方接口的非int状态码。转换后的状态码会覆盖此值。
msg：提示信息，转换后的提示信息会覆盖此值。
path：异常路径。一般约定第三方接口出错为接口url，内部服务调用为服务名。也可采用其他命名，在配置文件中配置即可。
区分code和appCode是为了不影响原接口，如果是ApiResult的code原本就是String，直接使用即可，无需appCode。
当code不为成功时才会进行状态码映射，成功的状态配置在common包中的ResultCode枚举类。默认为200。
4.2.2 自定义的异常（ApiException）
@Data
public class APIException extends RuntimeException {
  private String appCode;
  private String path;
  private String msg;
  private Object data;
  public APIException() {
  public APIException(String appCode, String path) {
    this.appCode = appCode;
    this.path = path;
  public APIException(String appCode, String path, Object data) {
    this.appCode = appCode;
    this.path = path;
    this.data = data;
  public APIException(String appCode, String path, String msg, Object data) {
    super(msg);
    this.appCode = appCode;
    this.path = path;
    this.msg = msg;
    this.data = data;
  public APIException(ApiResult apiResult) {
    this.appCode = apiResult.getAppCode();
    this.path = apiResult.getPath();
    this.msg = apiResult.getMsg();
    this.data = apiResult.getData();
4.2.3全局异常处理（APIExceptionHandler）
@RestControllerAdvice
@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
public class APIExceptionHandler {
  private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(APIExceptionHandler.class);
  @ExceptionHandler(value = APIException.class)
  public ApiResult<Object> handleBizException(APIException e) {
    logger.error("发生接口调用异常 原因是:", e);
    ApiResult<Object> result = new ApiResult<>(ResultCode.FAIL);
    result.setAppCode(e.getAppCode());
    result.setPath(e.getPath());
    result.setMsg(e.getMsg());
    result.setData(e.getData());
    return result;
5. 重要的类
5.1 过滤器
【CacheRequestBodyFilter】 缓存请求体。
【RemoveCachedBodyFilter】 释放缓存的请求体。
【GlobalExceptionHandler】 异常处理。
非网关服务异常，此类异常，网关要做错误码转换。
网关异常，网关也是一个java进程，自身可能也会发生异常。
【ErrorCodeFilter】 错误码转换。
【ErrorCodeSpringFilter】 错误码转换，和上面不同的是，此类利用了spring-cloud-gateway提供的方式。
【AuthFilter】 鉴权，策略模式实现不同服务商的动态鉴权。
5.2 配置文件的变动
【ConfigDataChangeContainer】 存放最新的配置文件。
【CoreContainerService】 操作 ConfigDataChangeContainer 类，用于对比数据，拉取新数据。
【NacosClient】 nacos客户端，从Nacos中拉取新的配置文件。
【FileClient】 文件读取客户端。从文件系统中拉取配置文件。如果要启动本地文件读取,则dataId为全路径。
【NacosConfChangeHandler】 Nacos监听处理类，用于接受配置中心中配置的文件。
【FileConfigChangeHandler】 File监听处理类，监视文件的变动、读取文件。
5.3 几个特别的接口
【DataFormatConversion】 此接口用于通知配置文件的变动，将最新的配置文件发送给实现了这个接口的类。
【CompensationService】 此接口用于处理请求失败时候之后的补偿措施。
【AuthService】 鉴权接口。
6. 测试
测试案例中，有四个角色，前端系统、网关、sys-service（系统服务）、api-service（外部服务接口服务）、三方数据接口。如图1.4。

下面的几个例子中，针对不同的情况，展示不同服务之间和三方接口的异常，和网关转换之后的错误码。
6.1: sys服务正常
http://localhost:81/sys/sysNormal

前端直接请求sys-service，sys-service没有异常。
6.2: api服务正常
http://localhost:81/sys/apiNormal

前端直接请求sys-service，sys-service调用api-service，api-service没有异常。
6.3 sys服务异常
http://localhost:81/sys/sysException

前端直接请求sys-service，sys-service发生异常，网关转换错误码。
6.4 api服务异常
http://localhost:81/sys/apiException

前端直接请求sys-service，sys-service调用api-service，api-service发生异常，网关转换错误码。
6.5 api调用外部接口异常
http://localhost:81/sys/apiCallBaiduException

前端直接请求sys-service，sys-service调用api-service，api-service调用三方外部接口，外部接口异常，网关转换错误码。
6.6 api调用外部接口异常，没有配置错误码。
http://localhost:81/sys/apiCallBaiduException

前端直接请求sys-service，sys-service调用api-service，api-service调用三方外部接口，外部接口异常，没有配置该接口的错误码转换，展示最原始的错误码。
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