Spring Boot 实现各种参数校验(附项目源码)

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!

项目源码spring-validation

一、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。

1、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!

2、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,age在1到99之间。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。

  • 在DTO字段上声明约束注解
@Data
public class UserDTO {

    @NotNull
    private Long userId;

    @Length(min = 2, max = 10)
    private String userName;
  
    @Min(1)
    @Max(99)
    private int age;
  • 在方法参数上声明校验注解
  @PostMapping("/save")
    public Result saveUser(@RequestBody @Validated UserQO userDTO) {
        // 校验通过,才会执行业务逻辑处理
        return Result.success();
    }

这种情况下,使用@Valid和@Validated都可以

3、requestParam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。

@RequestMapping("/api/user")
@RestController
@Validated
public class UserController {
    // 路径变量
    @GetMapping("{userId}")
    public Result detail(@PathVariable("userId") @Min(10000000000000000L) Long userId) {
        // 校验通过,才会执行业务逻辑处理
        return Result.success();
    }

    // 查询参数
    @GetMapping("getByUserName")
    public Result getByUserName(@Length(min = 6, max = 20) @NotNull String  userName) {
        // 校验通过,才会执行业务逻辑处理
        return Result.success();
    }
}

4、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
@Slf4j
public class CommonExceptionHandler {

    @ExceptionHandler({MethodArgumentNotValidException.class})
    @ResponseStatus(HttpStatus.OK)
    @ResponseBody
    public Result handleMethodArgumentNotValidException(MethodArgumentNotValidException ex) {
        BindingResult bindingResult = ex.getBindingResult();
        StringJoiner joiner = new StringJoiner(",");
        for (FieldError fieldError : bindingResult.getFieldErrors()) {
            joiner.add(fieldError.getField()).add(":").add(fieldError.getDefaultMessage());
        }
        String msg = joiner.toString();
       return Result.fail(BusinessCode.MISSING_PARAMETERS, msg);
    }

    @ExceptionHandler({ConstraintViolationException.class})
    @ResponseStatus(HttpStatus.OK)
    @ResponseBody
    public Result handleConstraintViolationException(ConstraintViolationException ex) {
        return Result.fail(BusinessCode.MISSING_PARAMETERS, ex.getMessage());
    }

    @ExceptionHandler({NotReadablePropertyException.class})
    @ResponseStatus(HttpStatus.OK)
    @ResponseBody
    public Result handleNotReadablePropertyException(NotReadablePropertyException ex) {
        return Result.fail(BusinessCode.MISSING_PARAMETERS, ex.getMessage());
    }


    @ExceptionHandler({Exception.class})
    @ResponseStatus(HttpStatus.OK)
    @ResponseBody
    public Result handleException(Exception ex) {
        log.error("未知系统错误", ex);
        return Result.fail(BusinessCode.MISSING_PARAMETERS, ex.getMessage());
    }
}

二、进阶使用

1、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的值不能为空;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:

@Data
public class UserDTO {

    @NotNull(groups = Update.class)
    @Null(groups = Save.class)
    private Long userId;

    @NotNull(groups = {Save.class, Update.class})
    @Length(min = 2, max = 10, groups = {Save.class, Update.class})
    private String userName;

    @Min(value = 1, groups = {Save.class, Update.class})
    @Max(value = 99, groups = {Save.class, Update.class})
    private int age;

    /**
     * 保存的时候校验分组
     */
    public interface Save {
    }

    /**
     * 更新的时候校验分组
     */
    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) {
        // 校验通过,才会执行业务逻辑处理
        return Result.success();
    }

    @PostMapping("/update")
  public Result updateUser(@RequestBody @Validated(UserDTO.Update.class) UserDTO userDTO) {
        // 校验通过,才会执行业务逻辑处理
        return Result.success();
    }

优化,正常我们如果一个DTO进行通用的话,一般就类似userId,保存和更新不一样,其它都会一样,所以没必要每个属性都要加 groups = {Save.class, Update.class})。我们可以这样

@Data
public class UserGroupsDTO {

    @NotNull(groups = Update.class)
    @Null(groups = Save.class)
    private Long userId;

    @NotNull
    @Length(min = 2, max = 10)
    private String userName;

    @Min(1)
    @Max(99)
    private int age;
}

我们只需要userId分组就可以了,其它不用分组。

接口请求也稍微修改下

    @PostMapping("/save")
    public Result saveUser(@RequestBody @Validated({UserDTO.Save.class, Default.class}) UserDTO userDTO) {
        // 校验通过,才会执行业务逻辑处理
        return Result.success();
    }


    @PostMapping("/update")
    public Result updateUser(@RequestBody @Validated({UserDTO.Update.class, Default.class}) UserDTO userDTO) {
        // 校验通过,才会执行业务逻辑处理
        return Result.success();
    }

只要在分组这里多传入一个默认分组 Default.class 就可以,是不是比上面要简便些。

2、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Interest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 UserGroupsDTO {

    @NotNull(groups = Update.class)
    @Null(groups = Save.class)
    private Long userId;

    @NotNull
    @Length(min = 2, max = 10)
    private String userName;

    @Min(1)
    @Max(99)
    private int age;

    @NotNull
    @Valid
    private Interest interest;

    /**
     * 兴趣实体
     */
    @Data
    public static class Interest {

        @Min(1)
        private Long interestId;

        @NotNull
        @Length(min = 2, max = 10)
        private String interestName;
    }

    /**
     * 保存的时候校验分组
     */
    public interface Save {
    }

    /**
     * 更新的时候校验分组
     */
    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Interest对象都进行校验。

3、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:

@Data
public class ValidationList<E> implements List<E> {

    @Delegate // @Delegate是lombok注解
    @Valid // 一定要加@Valid注解
    public List<E> list = new ArrayList<>();
    
    /**
     * 一定要记得重写toString方法
     */
    @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,否则启动报错。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) {
        // 校验通过,才会执行业务逻辑处理
        return Result.success();
    }

4、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sex(性别只有man跟woman)校验,主要分为两步:

  • 自定义约束注解
@Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER})
@Retention(RUNTIME)
@Documented
@Constraint(validatedBy = {SexValidator.class})
public @interface Sex {

    // 默认错误消息
    String message() default "性别格式格式错误";

    // 分组
    Class<?>[] groups() default {};

    // 负载
    Class<? extends Payload>[] payload() default {};
}
  • 实现ConstraintValidator接口编写约束校验器
public class SexValidator implements ConstraintValidator<Sex, String> {

    private static final String MAN = "man";
    private static final String WOMAN = "woman";

    @Override
    public boolean isValid(String value, ConstraintValidatorContext context) {
        // 不为null才进行校验
        if (value != null) {
            if(!Objects.equals(value,MAN) && !Objects.equals(value,WOMAN)) {
                return Boolean.FALSE;
            }
        }
        return Boolean.TRUE;
    }
}

这样我们就可以使用@Sex进行参数校验了!

5、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;

    // 编程式校验
    @PostMapping("/saveWithCodingValidate")
    @ApiOperation("编程式校验")
    public Result saveWithCodingValidate(@RequestBody UserDTO userDTO) {
        Set<ConstraintViolation<UserDTO>> validate = globalValidator.validate(userDTO, UserDTO.Save.class);
        // 如果校验通过,validate为空;否则,validate包含未校验通过项
        if (validate.isEmpty()) {
            // 校验通过,才会执行业务逻辑处理

        } else {
            for (ConstraintViolation<UserDTO> userDTOConstraintViolation : validate) {
                // 校验失败,做其它逻辑
                System.out.println(userDTOConstraintViolation);
            }
        }
        return Result.success();
    }

6、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()
            // 快速失败模式
            .failFast(true)
            .buildValidatorFactory();
    return validatorFactory.getValidator();
}

7、@Valid和@Validated区别

区别 @Valid @Validated
提供者 JSR-303规范 Spring
是否支持分组 不支持 支持
标注位置 METHOD, FIELD, CONSTRUCTOR, PARAMETER, TYPE_USE TYPE, METHOD, PARAMETER
嵌套校验 支持 不支持

三、实现原理

1、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();
        //将请求数据封装到DTO对象中
        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) {
                // 执行数据校验
                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) {
    // 获取参数注解,比如@RequestBody、@Valid、@Validated
    Annotation[] annotations = parameter.getParameterAnnotations();
    for (Annotation ann : annotations) {
        // 先尝试获取@Validated注解
        Validated validatedAnn = AnnotationUtils.getAnnotation(ann, Validated.class);
        //如果直接标注了@Validated,那么直接开启校验。
        //如果没有,那么判断参数前是否有Valid起头的注解。
        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});
            //执行校验
            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(
            //此处调用Hibernate Validator执行真正的校验
            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。

2、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() {
        //为所有`@Validated`标注的Bean创建切面
        Pointcut pointcut = new AnnotationMatchingPointcut(this.validatedAnnotationType, true);
        //创建Advisor进行增强
        this.advisor = new DefaultPointcutAdvisor(pointcut, createMethodValidationAdvice(this.validator));
    }

    //创建Advice,本质就是一个方法拦截器
    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 {
        //无需增强的方法,直接跳过
        if (isFactoryBeanMetadataMethod(invocation.getMethod())) {
            return invocation.proceed();
        }
        //获取分组信息
        Class<?>[] groups = determineValidationGroups(invocation);
        ExecutableValidator execVal = this.validator.forExecutables();
        Method methodToValidate = invocation.getMethod();
        Set<ConstraintViolation<Object>> result;
        try {
            //方法入参校验,最终还是委托给Hibernate Validator来校验
            result = execVal.validateParameters(
                invocation.getThis(), methodToValidate, invocation.getArguments(), groups);
        }
        catch (IllegalArgumentException ex) {
            ...
        }
        //有异常直接抛出
        if (!result.isEmpty()) {
            throw new ConstraintViolationException(result);
        }
        //真正的方法调用
        Object returnValue = invocation.proceed();
        //对返回值做校验,最终还是委托给Hibernate Validator来校验
        result = execVal.validateReturnValue(invocation.getThis(), methodToValidate, returnValue, groups);
        //有异常直接抛出
        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


感谢

这篇文章基本上来自 https://juejin.cn/post/6856541106626363399

自己只是跟着做了个demo,修改了其中个别的错误。

posted on 2021-12-10 09:42  雨点的名字  阅读(454)  评论(0编辑  收藏  举报