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Function + 异常策略链：构建可组合的异常封装工具类

news 2025/8/9 5:50:47

在这里插入图片描述

引言：异常到底该谁处理？

在日常 Java 业务开发中，我们常常写出这样的代码：

String result = someRemoteCall();
if (result == null) {throw new RuntimeException("接口返回为空");
}

看起来没问题，但一旦这种模式重复几十次，并在不同的团队成员手中以不同的形式出现（Optional、if-null-throw、try-catch 包装、日志输出混杂），你就会发现：异常的处理并不统一，也很难组合。

有没有办法像处理数据一样“组合”异常策略？答案是：有 —— 结合 Function<T, R> + 策略链思想，我们可以优雅地构建一套“异常装饰器”工具类。

核心思想：Function 的包装链 + 异常策略分离

我们想要实现的目标是：

可以对任何 Function 进行统一的异常封装（比如异常转换、日志打点、返回默认值等）
保持函数式接口的组合能力（支持 .andThen() / .compose()）
封装后的 Function 可被透明使用，不需要改业务代码

本质上是一种责任链模式 + 装饰器模式 + 函数式编程的融合。

工具类设计：`FunctionChainWrapper`

@FunctionalInterface
public interface CheckedFunction<T, R> {R apply(T t) throws Exception;
}

我们定义了一个能抛异常的函数接口，然后封装一个 FunctionWrapper 工具：

public class FunctionChainWrapper<T, R> {private final CheckedFunction<T, R> originalFunction;private final List<Function<Throwable, R>> exceptionHandlers = new ArrayList<>();private Function<Exception, RuntimeException> exceptionTranslator = RuntimeException::new;private Consumer<Throwable> exceptionLogger = e -> {}; // 默认无操作private R fallbackValue = null;private boolean hasFallback = false;public FunctionChainWrapper(CheckedFunction<T, R> originalFunction) {this.originalFunction = originalFunction;}public FunctionChainWrapper<T, R> onException(Function<Throwable, R> handler) {this.exceptionHandlers.add(handler);return this;}public FunctionChainWrapper<T, R> logException(Consumer<Throwable> logger) {this.exceptionLogger = logger;return this;}public FunctionChainWrapper<T, R> translateException(Function<Exception, RuntimeException> translator) {this.exceptionTranslator = translator;return this;}public FunctionChainWrapper<T, R> fallback(R value) {this.fallbackValue = value;this.hasFallback = true;return this;}public Function<T, R> build() {return input -> {try {return originalFunction.apply(input);} catch (Throwable ex) {exceptionLogger.accept(ex);for (Function<Throwable, R> handler : exceptionHandlers) {try {return handler.apply(ex);} catch (Throwable ignore) {}}if (hasFallback) return fallbackValue;if (ex instanceof RuntimeException) throw (RuntimeException) ex;throw exceptionTranslator.apply(new Exception(ex));}};}
}

使用示例：封装远程调用函数

FunctionChainWrapper<String, String> wrapper = new FunctionChainWrapper<>(input -> {if ("bad".equals(input)) throw new IOException("网络失败");return "Result: " + input;
});Function<String, String> safeFunc = wrapper.logException(e -> log.error("调用失败: {}", e.getMessage())).fallback("默认值").build();String val = safeFunc.apply("bad"); // 输出：默认值

可以继续组合使用：

Function<String, String> func = safeFunc.andThen(res -> res.toUpperCase()).andThen(res -> res + " ✅");String result = func.apply("bad"); // "默认值 ✅"

与 BiFunction 的扩展

只需简单改造：

@FunctionalInterface
public interface CheckedBiFunction<T, U, R> {R apply(T t, U u) throws Exception;
}public class BiFunctionChainWrapper<T, U, R> {// 与 FunctionChainWrapper 类似，只是换成 BiFunction
}

你就可以封装两个参数的函数，如数据库查询、组合业务等：

BiFunctionChainWrapper<String, Integer, String> wrapper = new BiFunctionChainWrapper<>((name, age) -> {if (age < 0) throw new IllegalArgumentException("非法年龄");return name + " is " + age + " years old.";}
);BiFunction<String, Integer, String> safeFunc = wrapper.translateException(e -> new BusinessException("年龄不合法", e)).fallback("默认用户").build();

单元测试建议（Function 单测思路）

输入正常、输出正常
输入异常（会触发 fallback / log）
异常链中的处理函数也抛异常（验证链的容错）
验证 log 是否触发（可 mock logger）
组合测试（andThen）是否正常传递

@Test
void testFallbackTriggered() {FunctionChainWrapper<String, String> wrapper = new FunctionChainWrapper<>(s -> {throw new RuntimeException("fail");}).fallback("safe");Function<String, String> safeFunc = wrapper.build();Assertions.assertEquals("safe", safeFunc.apply("anything"));
}

避坑提示

不要用 try-catch 把所有逻辑包死，应该聚焦于“异常感知点”来封装（I/O、反序列化、远程调用等）
日志与 fallback 分离，不要耦合：打日志是一种副作用，fallback 是行为策略
组合时注意状态性函数（如带缓存）之间的顺序

延伸思考：函数式异常封装的更大价值

能让你的业务逻辑表达更加清晰（只关注 happy path）
异常处理逻辑被拆分并复用（通用 fallback、打点策略可组合）
可以在策略链中插入熔断器、缓存装饰器等 —— 用法无限扩展

总结

Function + 异常策略链 是一个十分实用且优雅的模式。它不仅解决了代码冗余和异常处理不一致的问题，还让我们重新认识了函数式接口的扩展能力。

Function + 异常策略链：构建可组合的异常封装工具类

引言：异常到底该谁处理？

核心思想：Function 的包装链 + 异常策略分离

工具类设计：`FunctionChainWrapper`

使用示例：封装远程调用函数

与 BiFunction 的扩展

单元测试建议（Function 单测思路）

避坑提示

延伸思考：函数式异常封装的更大价值

总结

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工具类设计：FunctionChainWrapper

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与 BiFunction 的扩展

单元测试建议（Function 单测思路）

避坑提示

延伸思考：函数式异常封装的更大价值

总结

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