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作者 |?六點半起床

來源 |?juejin.im/post/6856541106626363399

之前也寫過一篇關于Spring Validation使用的文章，不過自我感覺還是浮于表面，本次打算徹底搞懂Spring Validation。本文會詳細介紹Spring Validation各種場景下的最佳實踐及其實現(xiàn)原理，死磕到底！?

項目源碼：https://github.com/chentianming11/spring-validation

簡單使用

Java API規(guī)范(JSR303)定義了Bean校驗的標準validation-api，但沒有提供實現(xiàn)。hibernate validation是對這個規(guī)范的實現(xiàn)，并增加了校驗注解如@Email、@Length等。Spring Validation是對hibernate validation的二次封裝，用于支持spring mvc參數(shù)自動校驗。接下來，我們以spring-boot項目為例，介紹Spring Validation的使用。

引入依賴

如果spring-boot版本小于2.3.x，spring-boot-starter-web會自動傳入hibernate-validator依賴。如果spring-boot版本大于2.3.x，則需要手動引入依賴：

<dependency>
????<groupId>org.hibernategroupId>
????<artifactId>hibernate-validatorartifactId>
????<version>6.0.1.Finalversion>
dependency>
復制代碼

對于web服務來說，為防止非法參數(shù)對業(yè)務造成影響，在Controller層一定要做參數(shù)校驗的！大部分情況下，請求參數(shù)分為如下兩種形式：

POST、PUT請求，使用requestBody傳遞參數(shù)；
GET請求，使用requestParam/PathVariable傳遞參數(shù)。

下面我們簡單介紹下requestBody和requestParam/PathVariable的參數(shù)校驗實戰(zhàn)！

`requestBody`參數(shù)校驗

POST、PUT請求一般會使用requestBody傳遞參數(shù)，這種情況下，后端使用DTO對象進行接收。只要給DTO對象加上@Validated注解就能實現(xiàn)自動參數(shù)校驗。比如，有一個保存User的接口，要求userName長度是2-10，account和password字段長度是6-20。如果校驗失敗，會拋出MethodArgumentNotValidException異常，Spring默認會將其轉為400（Bad Request）請求。

DTO表示數(shù)據(jù)傳輸對象（Data Transfer Object），用于服務器和客戶端之間交互傳輸使用的。在spring-web項目中可以表示用于接收請求參數(shù)的Bean對象。

在DTO字段上聲明約束注解

@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;
}

復制代碼

在方法參數(shù)上聲明校驗注解

@PostMapping("/save")
public?Result?saveUser(@RequestBody?@Validated?UserDTO?userDTO)?{
????//?校驗通過，才會執(zhí)行業(yè)務邏輯處理
????return?Result.ok();
}
復制代碼

這種情況下，使用@Valid和@Validated都可以。

`requestParam/PathVariable`參數(shù)校驗

GET請求一般會使用requestParam/PathVariable傳參。如果參數(shù)比較多(比如超過6個)，還是推薦使用DTO對象接收。否則，推薦將一個個參數(shù)平鋪到方法入?yún)⒅?。在這種情況下，必須在Controller類上標注@Validated注解，并在入?yún)⑸下暶骷s束注解(如@Min等)。如果校驗失敗，會拋出ConstraintViolationException異常。代碼示例如下：

@RequestMapping("/api/user")
@RestController
@Validated
public?class?UserController?{
????//?路徑變量
????@GetMapping("{userId}")
????public?Result?detail(@PathVariable("userId")?@Min(10000000000000000L)?Long?userId)?{
????????//?校驗通過，才會執(zhí)行業(yè)務邏輯處理
????????UserDTO?userDTO?=?new?UserDTO();
????????userDTO.setUserId(userId);
????????userDTO.setAccount("11111111111111111");
????????userDTO.setUserName("xixi");
????????userDTO.setAccount("11111111111111111");
????????return?Result.ok(userDTO);
????}

????//?查詢參數(shù)
????@GetMapping("getByAccount")
????public?Result?getByAccount(@Length(min?=?6,?max?=?20)?@NotNull?String??account)?{
????????//?校驗通過，才會執(zhí)行業(yè)務邏輯處理
????????UserDTO?userDTO?=?new?UserDTO();
????????userDTO.setUserId(10000000000000003L);
????????userDTO.setAccount(account);
????????userDTO.setUserName("xixi");
????????userDTO.setAccount("11111111111111111");
????????return?Result.ok(userDTO);
????}
}
復制代碼

統(tǒng)一異常處理

前面說過，如果校驗失敗，會拋出MethodArgumentNotValidException或者ConstraintViolationException異常。在實際項目開發(fā)中，通常會用統(tǒng)一異常處理來返回一個更友好的提示。比如我們系統(tǒng)要求無論發(fā)送什么異常，http的狀態(tài)碼必須返回200，由業(yè)務碼去區(qū)分系統(tǒng)的異常情況。

@RestControllerAdvice
public?class?CommonExceptionHandler?{

????@ExceptionHandler({MethodArgumentNotValidException.class})
????@ResponseStatus(HttpStatus.OK)
????@ResponseBody
????public?Result?handleMethodArgumentNotValidException(MethodArgumentNotValidException?ex)?{
????????BindingResult?bindingResult?=?ex.getBindingResult();
????????StringBuilder?sb?=?new?StringBuilder("校驗失敗:");
????????for?(FieldError?fieldError?:?bindingResult.getFieldErrors())?{
????????????sb.append(fieldError.getField()).append("：").append(fieldError.getDefaultMessage()).append(",?");
????????}
????????String?msg?=?sb.toString();
???????return?Result.fail(BusinessCode.參數(shù)校驗失敗,?msg);
????}

????@ExceptionHandler({ConstraintViolationException.class})
????@ResponseStatus(HttpStatus.OK)
????@ResponseBody
????public?Result?handleConstraintViolationException(ConstraintViolationException?ex)?{
????????return?Result.fail(BusinessCode.參數(shù)校驗失敗,?ex.getMessage());
????}
}
復制代碼

進階使用

分組校驗

在實際項目中，可能多個方法需要使用同一個DTO類來接收參數(shù)，而不同方法的校驗規(guī)則很可能是不一樣的。這個時候，簡單地在DTO類的字段上加約束注解無法解決這個問題。因此，spring-validation支持了分組校驗的功能，專門用來解決這類問題。還是上面的例子，比如保存User的時候，UserId是可空的，但是更新User的時候，UserId的值必須>=10000000000000000L；其它字段的校驗規(guī)則在兩種情況下一樣。這個時候使用分組校驗的代碼示例如下：

約束注解上聲明適用的分組信息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;

????/**
?????*?保存的時候校驗分組
?????*/
????public?interface?Save?{
????}

????/**
?????*?更新的時候校驗分組
?????*/
????public?interface?Update?{
????}
}
復制代碼

@Validated注解上指定校驗分組

@PostMapping("/save")
public?Result?saveUser(@RequestBody?@Validated(UserDTO.Save.class)?UserDTO?userDTO)?{
????//?校驗通過，才會執(zhí)行業(yè)務邏輯處理
????return?Result.ok();
}

@PostMapping("/update")
public?Result?updateUser(@RequestBody?@Validated(UserDTO.Update.class)?UserDTO?userDTO)?{
????//?校驗通過，才會執(zhí)行業(yè)務邏輯處理
????return?Result.ok();
}
復制代碼

嵌套校驗

前面的示例中，DTO類里面的字段都是基本數(shù)據(jù)類型和String類型。但是實際場景中，有可能某個字段也是一個對象，這種情況先，可以使用嵌套校驗。比如，上面保存User信息的時候同時還帶有Job信息。需要注意的是，此時DTO類的對應字段必須標記@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;
????}

????/**
?????*?保存的時候校驗分組
?????*/
????public?interface?Save?{
????}

????/**
?????*?更新的時候校驗分組
?????*/
????public?interface?Update?{
????}
}
復制代碼

嵌套校驗可以結合分組校驗一起使用。還有就是嵌套集合校驗會對集合里面的每一項都進行校驗，例如List字段會對這個list里面的每一個Job對象都進行校驗。

集合校驗

如果請求體直接傳遞了json數(shù)組給后臺，并希望對數(shù)組中的每一項都進行參數(shù)校驗。此時，如果我們直接使用java.util.Collection下的list或者set來接收數(shù)據(jù)，參數(shù)校驗并不會生效！我們可以使用自定義list集合來接收參數(shù)：

包裝List類型，并聲明@Valid注解

public?class?ValidationList<E>?implements?List<E>?{

????@Delegate?//?@Delegate是lombok注解
????@Valid?//?一定要加@Valid注解
????public?List?list?=?new?ArrayList<>();

????//?一定要記得重寫toString方法
????@Override
????public?String?toString()?{
????????return?list.toString();
????}
}
復制代碼

@Delegate注解受lombok版本限制，1.18.6以上版本可支持。如果校驗不通過，會拋出NotReadablePropertyException，同樣可以使用統(tǒng)一異常進行處理。

比如，我們需要一次性保存多個User對象，Controller層的方法可以這么寫：

@PostMapping("/saveList")
public?Result?saveList(@RequestBody?@Validated(UserDTO.Save.class)?ValidationList?userList)?{
????//?校驗通過，才會執(zhí)行業(yè)務邏輯處理
????return?Result.ok();
}
復制代碼

自定義校驗

業(yè)務需求總是比框架提供的這些簡單校驗要復雜的多，我們可以自定義校驗來滿足我們的需求。自定義spring validation非常簡單，假設我們自定義加密id（由數(shù)字或者a-f的字母組成，32-256長度）校驗，主要分為兩步：

自定義約束注解

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

????//?默認錯誤消息
????String?message()?default?"加密id格式錯誤";

????//?分組
????Class[]?groups()?default?{};

????//?負載
????Class[]?payload()?default?{};
}
復制代碼

實現(xiàn)ConstraintValidator接口編寫約束校驗器

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)?{
????????//?不為null才進行校驗
????????if?(value?!=?null)?{
????????????Matcher?matcher?=?PATTERN.matcher(value);
????????????return?matcher.find();
????????}
????????return?true;
????}
}
復制代碼

這樣我們就可以使用@EncryptId進行參數(shù)校驗了！

編程式校驗

上面的示例都是基于注解來實現(xiàn)自動校驗的，在某些情況下，我們可能希望以編程方式調用驗證。這個時候可以注入javax.validation.Validator對象，然后再調用其api。

@Autowired
private?javax.validation.Validator?globalValidator;

//?編程式校驗
@PostMapping("/saveWithCodingValidate")
public?Result?saveWithCodingValidate(@RequestBody?UserDTO?userDTO)?{
????Set>?validate?=?globalValidator.validate(userDTO,?UserDTO.Save.class);
????//?如果校驗通過，validate為空；否則，validate包含未校驗通過項
????if?(validate.isEmpty())?{
????????//?校驗通過，才會執(zhí)行業(yè)務邏輯處理

????}?else?{
????????for?(ConstraintViolation?userDTOConstraintViolation?:?validate)?{
????????????//?校驗失敗，做其它邏輯
????????????System.out.println(userDTOConstraintViolation);
????????}
????}
????return?Result.ok();
}
復制代碼

快速失敗(Fail Fast)

Spring Validation默認會校驗完所有字段，然后才拋出異常。可以通過一些簡單的配置，開啟Fali Fast模式，一旦校驗失敗就立即返回。

@Bean
public?Validator?validator()?{
????ValidatorFactory?validatorFactory?=?Validation.byProvider(HibernateValidator.class)
????????????.configure()
????????????//?快速失敗模式
????????????.failFast(true)
????????????.buildValidatorFactory();
????return?validatorFactory.getValidator();
}
復制代碼

`@Valid`和`@Validated`區(qū)別

區(qū)別

@Valid

@Validated


提供者	JSR-303規(guī)范	Spring
是否支持分組	不支持	支持
標注位置	METHOD, FIELD, CONSTRUCTOR, PARAMETER, TYPE_USE	TYPE, METHOD, PARAMETER
嵌套校驗	支持	不支持

實現(xiàn)原理

`requestBody`參數(shù)校驗實現(xiàn)原理

在spring-mvc中，RequestResponseBodyMethodProcessor是用于解析@RequestBody標注的參數(shù)以及處理@ResponseBody標注方法的返回值的。顯然，執(zhí)行參數(shù)校驗的邏輯肯定就在解析參數(shù)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();
????????//將請求數(shù)據(jù)封裝到DTO對象中
????????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)?{
????????????????//?執(zhí)行數(shù)據(jù)校驗
????????????????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);
????}
}
復制代碼

可以看到，resolveArgument()調用了validateIfApplicable()進行參數(shù)校驗。

protected?void?validateIfApplicable(WebDataBinder?binder,?MethodParameter?parameter)?{
????//?獲取參數(shù)注解，比如@RequestBody、@Valid、@Validated
????Annotation[]?annotations?=?parameter.getParameterAnnotations();
????for?(Annotation?ann?:?annotations)?{
????????//?先嘗試獲取@Validated注解
????????Validated?validatedAnn?=?AnnotationUtils.getAnnotation(ann,?Validated.class);
????????//如果直接標注了@Validated，那么直接開啟校驗。
????????//如果沒有，那么判斷參數(shù)前是否有Valid起頭的注解。
????????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});
????????????//執(zhí)行校驗
????????????binder.validate(validationHints);
????????????break;
????????}
????}
}
復制代碼

看到這里，大家應該能明白為什么這種場景下@Validated、@Valid兩個注解可以混用。我們接下來繼續(xù)看WebDataBinder.validate()實現(xiàn)。

@Override
public?void?validate(Object?target,?Errors?errors,?Object...?validationHints)?{
????if?(this.targetValidator?!=?null)?{
????????processConstraintViolations(
????????????//此處調用Hibernate?Validator執(zhí)行真正的校驗
????????????this.targetValidator.validate(target,?asValidationGroups(validationHints)),?errors);
????}
}
復制代碼

最終發(fā)現(xiàn)底層最終還是調用了Hibernate Validator進行真正的校驗處理。

方法級別的參數(shù)校驗實現(xiàn)原理

上面提到的將參數(shù)一個個平鋪到方法參數(shù)中，然后在每個參數(shù)前面聲明約束注解的校驗方式，就是方法級別的參數(shù)校驗。實際上，這種方式可用于任何Spring Bean的方法上，比如Controller/Service等。其底層實現(xiàn)原理就是AOP，具體來說是通過MethodValidationPostProcessor動態(tài)注冊AOP切面，然后使用MethodValidationInterceptor對切點方法織入增強。

public?class?MethodValidationPostProcessor?extends?AbstractBeanFactoryAwareAdvisingPostProcessorimplements?InitializingBean?{
????@Override
????public?void?afterPropertiesSet()?{
????????//為所有`@Validated`標注的Bean創(chuàng)建切面
????????Pointcut?pointcut?=?new?AnnotationMatchingPointcut(this.validatedAnnotationType,?true);
????????//創(chuàng)建Advisor進行增強
????????this.advisor?=?new?DefaultPointcutAdvisor(pointcut,?createMethodValidationAdvice(this.validator));
????}

????//創(chuàng)建Advice，本質就是一個方法攔截器
????protected?Advice?createMethodValidationAdvice(@Nullable?Validator?validator)?{
????????return?(validator?!=?null???new?MethodValidationInterceptor(validator)?:?new?MethodValidationInterceptor());
????}
}
復制代碼

接著看一下MethodValidationInterceptor：

public?class?MethodValidationInterceptor?implements?MethodInterceptor?{
????@Override
????public?Object?invoke(MethodInvocation?invocation)?throws?Throwable?{
????????//無需增強的方法，直接跳過
????????if?(isFactoryBeanMetadataMethod(invocation.getMethod()))?{
????????????return?invocation.proceed();
????????}
????????//獲取分組信息
????????Class[]?groups?=?determineValidationGroups(invocation);
????????ExecutableValidator?execVal?=?this.validator.forExecutables();
????????Method?methodToValidate?=?invocation.getMethod();
????????Set>?result;
????????try?{
????????????//方法入?yún)⑿ｒ?，最終還是委托給Hibernate?Validator來校驗
????????????result?=?execVal.validateParameters(
????????????????invocation.getThis(),?methodToValidate,?invocation.getArguments(),?groups);
????????}
????????catch?(IllegalArgumentException?ex)?{
????????????...
????????}
????????//有異常直接拋出
????????if?(!result.isEmpty())?{
????????????throw?new?ConstraintViolationException(result);
????????}
????????//真正的方法調用
????????Object?returnValue?=?invocation.proceed();
????????//對返回值做校驗，最終還是委托給Hibernate?Validator來校驗
????????result?=?execVal.validateReturnValue(invocation.getThis(),?methodToValidate,?returnValue,?groups);
????????//有異常直接拋出
????????if?(!result.isEmpty())?{
????????????throw?new?ConstraintViolationException(result);
????????}
????????return?returnValue;
????}
}
復制代碼

實際上，不管是requestBody參數(shù)校驗還是方法級別的校驗，最終都是調用Hibernate Validator執(zhí)行校驗，Spring Validation只是做了一層封裝。

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