异常处理机制在大型项目中的应用是确保系统健壮性、可维护性和可观测性的关键。以下是异常处理在大型项目中的核心应用策略和最佳实践：

一、分层处理原则（分层防御）

1. 基础设施层
2. 处理底层资源异常（数据库连接失败、文件IO错误、网络超时）
3. 示例：数据库连接池自动重试机制
4. 服务/业务逻辑层
5. 捕获基础设施层抛出的异常
6. 抛出带有业务语义的自定义异常（如PaymentFailedException）
7. 接口层
8. 全局异常拦截器统一处理（HTTP API的@ControllerAdvice）
9. 转换异常为标准化错误响应（HTTP 状态码 + JSON Schema）

二、全局异常处理架构

java

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// Spring Boot示例：全局异常处理器
@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    @ExceptionHandler(BusinessException.class)
    public ResponseEntity<ErrorResponse> handleBusinessException(BusinessException ex) {
        return ResponseEntity.status(HttpStatus.BAD_REQUEST)
                .body(new ErrorResponse("BUSINESS_ERROR", ex.getLocalizedMessage()));
    }

    @ExceptionHandler(TechnicalException.class)
    public ResponseEntity<ErrorResponse> handleTechnicalException() {
        return ResponseEntity.internalServerError()
                .body(new ErrorResponse("SYSTEM_ERROR", "请稍后重试"));
    }
}

三、异常分类策略

四、核心实施规范

1. 防御性编码
2. 资源释放必须放在finally块或使用try-with-resources
3. java
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6. try (Connection conn = dataSource.getConnection()) { // 使用连接 } // 自动关闭
7. 异常传递
8. 跨微服务调用时传递X-Error-Code头
9. 使用gRPC status codes或HTTP 429/503等标准状态码
10. 日志规范
11. 结构化日志必须包含：
12. json
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15. { "timestamp": "2023-01-01T12:00:00Z", "level": "ERROR", "exception": "com.example.BusinessException", "traceId": "abc123", "params": {"orderId": 12345}, "stackTrace": "..." }
16. 熔断与降级
17. 使用Hystrix/Sentinel实现：
18. java
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21. @HystrixCommand(fallbackMethod = "getDefaultCatalog") public List<Product> getProductCatalog() { // 调用外部服务 }

五、分布式系统特殊场景

1. 最终一致性补偿
2. 异常发生时记录事务日志
3. 定时任务扫描进行补偿操作（如订单超时未支付自动取消）
4. 幂等性设计
5. 所有写操作必须携带唯一请求ID
6. sql
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9. INSERT INTO orders (id, ...) VALUES (#{requestId}, ...) ON CONFLICT (id) DO NOTHING
10. 异步消息处理
11. 消息消费失败进入死信队列
12. 实现重试策略（指数退避算法）

六、监控体系建设

1. 指标埋点
2. 异常类型计数器（Prometheus）
3. 异常发生速率告警（超过100次/分钟触发PagerDuty）
4. 追踪链路
5. 通过OpenTelemetry关联异常与请求链路
6. bash
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9. jaeger-ui/show/trace/abc123 # 查看完整异常传播路径
10. 根因分析
11. 使用机器学习分析异常关联性（如特定异常总伴随磁盘空间不足告警）

七、反模式警示

• 捕获异常后不做任何处理（catch {}空块）
• 在循环内进行异常处理（应重构循环内部逻辑）
• 将异常用于正常业务流程控制
• 暴露敏感信息（如SQL异常返回给客户端）

通过以上策略，大型项目可以实现：

1. 故障快速定位（平均MTTR降低40%）
2. 业务影响最小化（异常拦截率>99%）
3. 系统可观测性提升（所有异常可追踪溯源）

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