Spring Boot 实现各种参数校验，非常实用

本文会详细介绍Spring Validation各种场景下的最佳实践及其实现原理，死磕到底！

简单使用

Java API规范 (JSR303) 定义了Bean校验的标准validation-api，但没有提供实现。hibernate validation是对这个规范的实现，并增加了校验注解如@Email、@Length等。Spring Validation是对hibernate validation的二次封装，用于支持spring mvc参数自动校验。接下来，我们以spring-boot项目为例，介绍Spring Validation的使用。几乎涵盖你需要的SpringBoot所有操作

引入依赖

如果spring-boot版本小于2.3.x，spring-boot-starter-web会自动传入hibernate-validator依赖。如果spring-boot版本大于2.3.x，则需要手动引入依赖：

<dependency>     
   <groupId>org.hibernate</groupId> 
   <artifactId>hibernate-validator</artifactId>      
   <version>6.0.1.Final</version> 
</dependency>

对于web服务来说，为防止非法参数对业务造成影响，在Controller层一定要做参数校验的！大部分情况下，请求参数分为如下两种形式：

POST、PUT请求，使用requestBody传递参数；
GET请求，使用requestParam/PathVariable传递参数。

下面我们简单介绍下requestBody和requestParam/PathVariable的参数校验实战！

requestBody参数校验

POST、PUT请求一般会使用requestBody传递参数，这种情况下，后端使用** DTO 对象进行接收。只要给 DTO 对象加上@Validated注解就能实现自动参数校验**。比如，有一个保存User的接口，要求userName长度是2-10，account和password字段长度是6-20。如果校验失败，会抛出MethodArgumentNotValidException异常，Spring默认会将其转为400（Bad Request）请求。

DTO 表示数据传输对象（Data Transfer Object），用于服务器和客户端之间交互传输使用的。在 spring-web 项目中可以表示用于接收请求参数的Bean对象。

在DTO字段上声明约束注解

@Data  public class UserDTO {     
   private Long userId;
   @NotNull
   @Length(min = 2, max = 10) 
    private String userName;
    @NotNull 
    @Length(min = 6, max = 20)
   private String account;
   @NotNull
   @Length(min = 6, max = 20)
   private String password;  }

在方法参数上声明校验注解

@PostMapping("/save")
public Result saveUser(@RequestBody @Validated UserDTO userDTO) {
        return Result.ok();  
}

这种情况下，使用@Valid和@Validated都可以。

requestParam/PathVariable参数校验

GET请求一般会使用requestParam/PathVariable传参。如果参数比较多 (比如超过 6 个)，还是推荐使用DTO对象接收。否则，推荐将一个个参数平铺到方法入参中。在这种情况下，**必须在Controller类上标注@Validated注解，并在入参上声明约束注解 (如@Min等)**。如果校验失败，会抛出ConstraintViolationException异常。代码示例如下：

@RequestMapping("/api/user") 
@RestController
@Validated  public class UserController {
        @GetMapping("{userId}")
        public Result detail(@PathVariable("userId") @Min(10000000000000000L) Long userId) { 
           UserDTO userDTO = new UserDTO();          
           userDTO.setUserId(userId);          
           userDTO.setAccount("11111111111111111");          
           userDTO.setUserName("xixi");          
           userDTO.setAccount("11111111111111111"); 
          return Result.ok(userDTO);  
    } 
 @GetMapping("getByAccount") 
     public Result getByAccount(@Length(min = 6, max = 20) @NotNull String  account) {
            UserDTO userDTO = new UserDTO();          
       userDTO.setUserId(10000000000000003L);          
       userDTO.setAccount(account);          
       userDTO.setUserName("xixi");          
       userDTO.setAccount("11111111111111111"); 
         return Result.ok(userDTO);     
   } 
 }

统一异常处理

前面说过，如果校验失败，会抛出MethodArgumentNotValidException或者ConstraintViolationException异常。在实际项目开发中，通常会用统一异常处理来返回一个更友好的提示。比如我们系统要求无论发送什么异常，http的状态码必须返回200，由业务码去区分系统的异常情况。

@RestControllerAdvice
 public class CommonExceptionHandler {
@ExceptionHandler({MethodArgumentNotValidException.class})
@ResponseStatus(HttpStatus.OK)
@ResponseBody 
public Result handleMethodArgumentNotValidException(MethodArgumentNotValidException ex) {
          BindingResult bindingResult = ex.getBindingResult(); 
         StringBuilder sb = new StringBuilder("校验失败:");
          for (FieldError fieldError : bindingResult.getFieldErrors()) {
              sb.append(fieldError.getField()).append("：").append(fieldError.getDefaultMessage()).append(", ");      
           }       
   String msg = sb.toString();     
    return Result.fail(BusinessCode.参数校验失败, msg);  
    }       

@ExceptionHandler({ConstraintViolationException.class})      @ResponseStatus(HttpStatus.OK) 
@ResponseBody
public Result handleConstraintViolationException(ConstraintViolationException ex) {  
        return Result.fail(BusinessCode.参数校验失败, ex.getMessage());    
  } 
}

进阶使用

分组校验

在实际项目中，可能多个方法需要使用同一个DTO类来接收参数，而不同方法的校验规则很可能是不一样的。这个时候，简单地在DTO类的字段上加约束注解无法解决这个问题。因此，spring-validation支持了分组校验的功能，专门用来解决这类问题。还是上面的例子，比如保存User的时候，UserId是可空的，但是更新User的时候，UserId的值必须>=10000000000000000L；其它字段的校验规则在两种情况下一样。这个时候使用分组校验的代码示例如下：

约束注解上声明适用的分组信息groups

@Data  public class UserDTO {
@Min(value = 10000000000000000L, groups = Update.class)
private Long userId;
@NotNull(groups = {Save.class, Update.class})
@Length(min = 2, max = 10, groups = {Save.class, Update.class})
private String userName;
@NotNull(groups = {Save.class, Update.class})
@Length(min = 6, max = 20, groups = {Save.class, Update.class})
private String account;
@NotNull(groups = {Save.class, Update.class})
@Length(min = 6, max = 20, groups = {Save.class, Update.class})
private String password;
public interface Save {      } 
public interface Update {      } 
 }

@Validated注解上指定校验分组

@PostMapping("/save")
public Result saveUser(@RequestBody @Validated(UserDTO.Save.class) UserDTO userDTO) { 
       return Result.ok(); 
 }
@PostMapping("/update")
public Result updateUser(@RequestBody @Validated(UserDTO.Update.class) UserDTO userDTO) {
        return Result.ok(); 
}

嵌套校验

前面的示例中，DTO类里面的字段都是基本数据类型和String类型。但是实际场景中，有可能某个字段也是一个对象，这种情况先，可以使用嵌套校验。

比如，上面保存User信息的时候同时还带有Job信息。需要注意的是，此时DTO类的对应字段必须标记@Valid注解。

@Data  
public class UserDTO {
@Min(value = 10000000000000000L, groups = Update.class)
private Long userId;
@NotNull(groups = {Save.class, Update.class})
@Length(min = 2, max = 10, groups = {Save.class, Update.class})
private String userName;
@NotNull(groups = {Save.class, Update.class})
@Length(min = 6, max = 20, groups = {Save.class, Update.class})
private String account;
@NotNull(groups = {Save.class, Update.class})
@Length(min = 6, max = 20, groups = {Save.class, Update.class})
private String password;
@NotNull(groups = {Save.class, Update.class})
@Valid      
private Job job;        
@Data      
public static class Job {
   @Min(value = 1, groups = Update.class)
   private Long jobId;
   @NotNull(groups = {Save.class, Update.class})
   @Length(min = 2, max = 10, groups = {Save.class, Update.class})
   private String jobName;
   @NotNull(groups = {Save.class, Update.class})
   @Length(min = 2, max = 10, groups = {Save.class, Update.class})
   private String position;
}        
public interface Save {      } 
public interface Update {      } 
}

嵌套校验可以结合分组校验一起使用。还有就是嵌套集合校验会对集合里面的每一项都进行校验，例如List<Job>字段会对这个list里面的每一个Job对象都进行校验。

集合校验

如果请求体直接传递了json数组给后台，并希望对数组中的每一项都进行参数校验。此时，如果我们直接使用java.util.Collection下的list或者set来接收数据，参数校验并不会生效！我们可以使用自定义list集合来接收参数：

包装List类型，并声明@Valid注解

public class ValidationList<E> implements List<E> { 
 @Delegate      
 @Valid      
 public List<E> list = new ArrayList<>();
 @Override      
 public String toString() {
          return list.toString();
      } 
 }

@Delegate注解受lombok版本限制，1.18.6以上版本可支持。如果校验不通过，会抛出NotReadablePropertyException，同样可以使用统一异常进行处理。

比如，我们需要一次性保存多个User对象，Controller层的方法可以这么写：

@PostMapping("/saveList")  

public Result saveList(@RequestBody @Validated(UserDTO.Save.class) ValidationList<UserDTO> userList) {
        return Result.ok(); 
}

自定义校验

业务需求总是比框架提供的这些简单校验要复杂的多，我们可以自定义校验来满足我们的需求。自定义spring validation非常简单，假设我们自定义加密id（由数字或者a-f的字母组成，32-256长度）校验，主要分为两步：

@Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER})
@Retention(RUNTIME)  @Documented  @Constraint(validatedBy = {EncryptIdValidator.class})  

public @interface EncryptId {        
String message() default "加密id格式错误";        
Class<?>[] groups() default {};        
Class<? extends Payload>[] payload() default {};  
}

实现ConstraintValidator接口编写约束校验器

public class EncryptIdValidator implements ConstraintValidator<EncryptId, String> {
        private static final Pattern PATTERN = Pattern.compile("^[a-f\\d]{32,256}$");
        @Override
      public boolean isValid(String value, ConstraintValidatorContext context) { 
           if (value != null) {
              Matcher matcher = PATTERN.matcher(value);
              return matcher.find();
          }
          return true;
      }
  }

这样我们就可以使用@EncryptId进行参数校验了！

编程式校验

上面的示例都是基于注解来实现自动校验的，在某些情况下，我们可能希望以编程方式调用验证。这个时候可以注入javax.validation.Validator对象，然后再调用其api。@Autowired

private javax.validation.Validator globalValidator;
@PostMapping("/saveWithCodingValidate") 
public Result saveWithCodingValidate(@RequestBody UserDTO userDTO) {
      Set<ConstraintViolation<UserDTO>> validate = globalValidator.validate(userDTO, UserDTO.Save.class);
        if (validate.isEmpty())
        {      
        } 
        else {   
         for (ConstraintViolation<UserDTO> userDTOConstraintViolation : validate) {
                System.out.println(userDTOConstraintViolation);    
         }
     }
    return Result.ok();
}

快速失败 (Fail Fast)

Spring Validation默认会校验完所有字段，然后才抛出异常。可以通过一些简单的配置，开启Fali Fast模式，一旦校验失败就立即返回。

@Bean  

public Validator validator() { 
     ValidatorFactory validatorFactory =Validation.byProvider(HibernateValidator.class).configure().failFast(true).buildValidatorFactory(); 
     return validatorFactory.getValidator(); 
 }

实现原理

requestBody参数校验实现原理

在spring-mvc中，RequestResponseBodyMethodProcessor是用于解析@RequestBody标注的参数以及处理@ResponseBody标注方法的返回值的。

显然，执行参数校验的逻辑肯定就在解析参数的方法resolveArgument()中：

public class RequestResponseBodyMethodProcessor extends AbstractMessageConverterMethodProcessor {

      @Override 

public Object resolveArgument(MethodParameter parameter, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer,NativeWebRequest webRequest, @Nullable WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception {
           parameter = parameter.nestedIfOptional();
           Object arg = readWithMessageConverters(webRequest, parameter, parameter.getNestedGenericParameterType());
          String name = Conventions.getVariableNameForParameter(parameter);
            if (binderFactory != null) {
              WebDataBinder binder = binderFactory.createBinder(webRequest, arg, name);
              if (arg != null) {
                    validateIfApplicable(binder, parameter);
                  if (binder.getBindingResult().hasErrors() && isBindExceptionRequired(binder, parameter)) {
                      throw new MethodArgumentNotValidException(parameter, binder.getBindingResult());
                  }
              }
              if (mavContainer != null) {
                  mavContainer.addAttribute(BindingResult.MODEL_KEY_PREFIX + name, binder.getBindingResult());
              }
          }
          return adaptArgumentIfNecessary(arg, parameter);
      }
  }

可以看到，resolveArgument()调用了validateIfApplicable()进行参数校验。

protected void validateIfApplicable(WebDataBinder binder, MethodParameter parameter) {
        Annotation[] annotations = parameter.getParameterAnnotations();
      for (Annotation ann : annotations) {
            Validated validatedAnn = AnnotationUtils.getAnnotation(ann, Validated.class);
            if (validatedAnn != null || ann.annotationType().getSimpleName().startsWith("Valid")) {
              Object hints = (validatedAnn != null ? validatedAnn.value() : AnnotationUtils.getValue(ann));
              Object[] validationHints = (hints instanceof Object[] ? (Object[]) hints : new Object[] {hints});
                binder.validate(validationHints);
              break;
          }
      }
  }

看到这里，大家应该能明白为什么这种场景下@Validated、@Valid两个注解可以混用。我们接下来继续看WebDataBinder.validate()实现。

@Override
  public void validate(Object target, Errors errors, Object... validationHints) {
      if (this.targetValidator != null) {
          processConstraintViolations(this.targetValidator.validate(target, asValidationGroups(validationHints)), errors);
      }
  }

最终发现底层最终还是调用了Hibernate Validator进行真正的校验处理。

方法级别的参数校验实现原理

上面提到的将参数一个个平铺到方法参数中，然后在每个参数前面声明约束注解的校验方式，就是方法级别的参数校验。实际上，这种方式可用于任何Spring Bean的方法上，比如Controller/Service等。其底层实现原理就是AOP，具体来说是通过MethodValidationPostProcessor动态注册AOP切面，然后使用MethodValidationInterceptor对切点方法织入增强。

public class MethodValidationPostProcessor extends AbstractBeanFactoryAwareAdvisingPostProcessorimplements InitializingBean {
      @Override
      public void afterPropertiesSet() {
            Pointcut pointcut = new AnnotationMatchingPointcut(this.validatedAnnotationType, true);
            this.advisor = new DefaultPointcutAdvisor(pointcut, createMethodValidationAdvice(this.validator));
      }
        protected Advice createMethodValidationAdvice(@Nullable Validator validator) {
          return (validator != null ? new MethodValidationInterceptor(validator) : new MethodValidationInterceptor());
      }
  }

接着看一下MethodValidationInterceptor：

public class MethodValidationInterceptor implements MethodInterceptor {
      @Override
      public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
            if (isFactoryBeanMetadataMethod(invocation.getMethod())) {
              return invocation.proceed();
          } 
           Class<?>[] groups = determineValidationGroups(invocation);
          ExecutableValidator execVal = this.validator.forExecutables();
          Method methodToValidate = invocation.getMethod();
          Set<ConstraintViolation<Object>> result;
          try {
                result = execVal.validateParameters(invocation.getThis(), methodToValidate, invocation.getArguments(), groups);
          }catch (IllegalArgumentException ex) {
              ...
          }
            if (!result.isEmpty()) {
              throw new ConstraintViolationException(result);
          }
            Object returnValue = invocation.proceed();
            result = execVal.validateReturnValue(invocation.getThis(), methodToValidate, returnValue, groups);
            if (!result.isEmpty()) {
              throw new ConstraintViolationException(result);
          }
          return returnValue;
      }
  }

实际上，不管是requestBody参数校验还是方法级别的校验，最终都是调用Hibernate Validator执行校验，Spring Validation只是做了一层封装。几乎涵盖你需要的SpringBoot所有操作

来源：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1732330517541184673&wfr=spider&for=pc

posted @ 2023-09-17 15:07 myJoan 阅读(1305) 评论(0) 编辑收藏举报

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