Spring核心——数据校验

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2021-11-09 23:30 361阅读 0赞

在[Java数据校验详解][Java]中详细介绍了Java数据校验相关的功能（简称*Bean Validation，*涵盖*JSR-303、JSR-349、JSR-380*）,本文将在*Bean Validation*的基础上介绍Spring框架提供的数据校验功能。

Spring提供的数据校验功能分为2个部分，一个是Spring自定义的数据校验功能（以下称为*Spring Validation*），一个是符合*Bean Validation*规范的数据校验功能。

## Spring Validation数据校验 ##

Spring的自行开发的数据校验功能由3个部分组成：

1.  校验器——Validator，他会运行校验代码。
2.  校验对象，实际上就是一个JavaBean，Validator会对其进行校验。
3.  校验结果——Errors，一次校验的结果都存放在Errors实例中。

这是Spring在*Bean Validation*规范制定之前就实现的数据校验功能，ValidationUtils的注释中@since标签是2003年5月6号，而JSR-303定稿时间已经是6年之后（2009年）的事了。

Spring的数据校验功能就是实现检验器、校验对象、校验结果三个对象。先声明个一个校验对象（实体）：

package chkui.springcore.example.hybrid.springvalidation.entity;
    //车辆信息
    public class Vehicle {
    	private String name;
    	private String type;
    	private String engine;
    	private String manufacturer;
    	private Calendar productionDate; 
    
        /**Getter Setter*/
    }

然后针对这个实体声明一个校验器。校验器要实现*org.springframework.validation.Validator*接口：

package chkui.springcore.example.hybrid.springvalidation.validator;
    
    public class VehicleValidator implements Validator {
    	private List<String> _TYPE = Arrays.asList(new String[] { "CAR", "SUV", "MPV" });
    
    	public boolean supports(Class<?> clazz) {
            //将验证器和实体类进行绑定，如果这里返回false在验证过程中会抛出类型不匹配的异常
    		return Vehicle.class.isAssignableFrom(clazz);
    	}
    
    	public void validate(Object target, Errors errors) { //验证数据
    		Vehicle vehicle = Vehicle.class.cast(target);
    		if (null == vehicle.getName()) {
                //使用验证工具绑定结果
    			ValidationUtils.rejectIfEmpty(errors, "name", "name.empty", "车辆名称为空");
    		}
    		if (!_TYPE.contains(vehicle.getType())) {
                //向Error添加验证错误信息
    			<2> errors.rejectValue("type", "type.error", "汽车类型必须是" + _TYPE);
    		}
            //More validate ......
    	}
    }

有了验证对象（JavaBean）和对应的验证器（Validator）就完成了一组验证功能。注意*VehicleValidator::validate*方法传递的errors参数，验证工具会将错误实例传递进来交给开发者去组装验证结果。

代码中的ValidationUtils就是数据校验工具，他提供了2个功能：

1.  执行校验（接下来会马上介绍）。
2.  提供错误信息绑定的功能，例如*ValidationUtils.rejectIfEmpty*这一行代码。会将对应的信息写入到Errors中。

有了验证对象和验证器就可以执行验证：

public class SpringValidationApp {
    	private static void springValidation(ApplicationContext ctx) {
    		VehicleValidator vehicleValidator = new VehicleValidator();//创建验证器
    		Vehicle vehicle = new Vehicle();//创建验证对象
    		<1> ValidationError error = new ValidationError("Vehicle");//创建错误信息
    		ValidationUtils.invokeValidator(vehicleValidator, vehicle, error);//执行验证
    		List<FieldError> list = error.getFieldErrors();
    		int count = 1;
            //输出验证结果
    		for(FieldError res : list) {
    			print("Error Info ", count++ , ".");
    			print("Entity:", res.getObjectName());
    			print("Field:", res.getField());
    			print("Code:", res.getCode());
    			print("Message:", res.getDefaultMessage());
    			print("-");
    		}
    	}
    }

执行完毕后，ValidationError中记录了所有校验错误信息。错误信息分为4个部分：

*  验证的对象的名称：在执行验证器的代码中<1>部分创建错误对象时指定。Vehicle就是验证对象的名称。
 *  错误的域、错误code和错误信息：每一个错误都有对应的域、错误编码以及错误信息，在验证器<2>位置的代码就是指定错误信息。

以上错误信息可以通过*error.getFieldErrors();*来获取。

如果JavaBean有嵌套的结构，可以在校验器中调用其他的校验器来实现嵌套检验。先为Vehicle类增加一个Gearbox（变速箱）域：

package chkui.springcore.example.hybrid.springvalidation.entity;
    //车辆信息
    public class Vehicle {
    	private String name;
    	private String type;
    	private String engine;
    	private String manufacturer;
        private Gearbox gearbox; //Gearbox是另外一个实例
    	private Calendar productionDate; 
    
        /**Getter Setter*/
    }

//变速箱
    public class Gearbox {
    	private String name;
    	private String manufacturer;
    
        /**Getter Setter*/
    }

在校验器VehicleValidator::validate中增加对Gearbox验证：

public class VehicleValidator implements Validator {
    	@Autowired
    	GearboxValidator gearboxValidator; //用于校验Gearbox的校验器
    
    	@Override
    	public void validate(Object target, Errors errors) {
    		Vehicle vehicle = Vehicle.class.cast(target);
    
    		//some code ......
            
    		}
    		if(null == vehicle.getGearbox()) {
    			errors.rejectValue("gearbox", "gearbox.error", "变速箱信息为空");
    		}else {
                //指定子实体的名称
    			errors.pushNestedPath("gearbox");
                //执行对Gearbox的校验
                ValidationUtils.invokeValidator(gearboxValidator, vehicle.getGearbox(), errors);
    		}
    	}
    }

## *Bean Validation*数据校验 ##

Spring现在推荐使用*Bean Validation*来进行数据校验，而且已经整合到Spring MVC框架中。

在Spring中使用*Bean Validation*和[Java数据校验详解][Java]一文中介绍的内容差不多——也是注解和校验器组成一个约束，通过注解来控制校验的过程。

Spring核心部分没有提供*Bean Validation相关的实现类，所以需要引入对应的实现框架。本文引入的是*[Hibernate Validator][]，他包括验证器和el，详情可以看源码根目录的build.gradle文件。

首先我们向IoC容器中添加全局校验器：

@Configuration
    public class SpringValidationConfig {
    
    	@Bean("validator")
    	public Validator validator() {
    		return new LocalValidatorFactoryBean();
    }

这一段添加Bean的代码非常简单，就是新建了一个*LocalValidatorFactoryBean*实例。LocalValidatorFactoryBean实现了javax.validation.Validator接口，并且会自动使用已经引入的*Bean Validation*框架。

然后向Vehicle增加*Bean Validation相关的*注解：

public class Vehicle {
    	@NotBlank
    	private String name;
    	@NotBlank
    	@VehicleType
    	private String type;
    	@NotBlank
    	private String engine;
    	@NotBlank
    	private String manufacturer;
    	<3> @Valid //@Valid的作用是对嵌套的解构进行校验
    	private Gearbox gearbox;
    	@Valid
    	private Tyre tyre;
    	@VehicleProductionDate
    	private Calendar productionDate;
    
        /**Getter Setter*/
    
    }

在上面的代码中，除了常规的@NotBlank等注解，还有@VehicleType这个自定义注解。在代码<3>的位置*[@Valid][Valid]*是告诉校验器还要对gearbox的实例进行校验，相当于前面介绍的嵌套校验功能。最后我们使用检验器来对*Vehicle*的实例进行校验：

public class SpringValidationApp {
    	public static void main(String[] args) {
    		ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(SpringValidationConfig.class);
    		BeanValidation(ctx);//JSR规范验证
    	}
    
    	private static void BeanValidation(ApplicationContext ctx) {
    		Validator validator = ctx.getBean(Validator.class);//获取校验器
    		Vehicle vehicle = new Vehicle();//新建要校验的对象
    		validator.validate(vehicle).forEach(err -> { //执行校验
    			print("Field: ", err.getPropertyPath());
    			print("Error: ", err.getMessage());
    		});
    	}
    }

关于*Bean Validation的详细使用方法已经在* [Java数据校验详解][Java]介绍。

## 兼容Bean Validation和Spring Validation ##

一些相对比较久远的项目可能会遇见在*Spring Validation*的基础上新增*Bean Validation*功能的情况。可以使用SpringValidatorAdapter适配器来解决这个问题：

public class SpringValidationApp {
    
    	private static void adapterValidation(ApplicationContext ctx) {
    		// 获取校验器
    		// LocalValidatorFactoryBean继承了SpringValidatorAdapter
            // 所以这里就是获取LocalValidatorFactoryBean
    		SpringValidatorAdapter adapter = ctx.getBean(SpringValidatorAdapter.class);
    
    		Vehicle vehicle = new Vehicle();// 检验对象
    		ValidationError error = new ValidationError("Vehicle");
    		
    		// Spring Validation
    		ValidationUtils.invokeValidator(adapter, vehicle, error);//执行校验
    		List<FieldError> list = error.getFieldErrors();//检验信息
    
    		// Bean Validation 校验
    		adapter.validate(vehicle).forEach(err -> { // 执行检验&输出校验结果
    			print("Field: ", err.getPropertyPath());
    			print("Error: ", err.getMessage());
    		});
    	}
    }

上面的代码使用SpringValidatorAdapter分别执行了*Bean Validation*和*Spring Validation*。可以将SpringValidatorAdapter看作一个*org.springframework.validation.Validator*的实现类用ValidationUtils来执行校验，而验证的过程完全是按照Bean Validation的规范来执行的。

## 方法参数校验 ##

除了校验一个实体类，Spring在*Bean Validation*的基础上使用[后置处理器][Link 1]和AOP实现了方法参数的检验。例如下面的方法：

public interface PersonService {
    	public @NotBlank String execute(@NotBlank(message = "必须设置人员名称") String name,
    			@Min(value = 18, message = "年龄必须大于18") int age);
    }

他表示返回数据不能为空字符串，传入的2个参数name不能为空字符串、age必须大于18。

要启用方法参数校验关键点是引入MethodValidationPostProcessor并在需要验证的Bean上增加一个@Validated注解。

先通过@Configuration引入后置处理器：

@Configuration
    @ComponentScan("chkui.springcore.example.hybrid.springvalidation.service")
    public class SpringValidationConfig {
    	@Bean("validator")
    	public Validator validator() {
    		return new LocalValidatorFactoryBean();
    	}
    
    	@Bean
    	public MethodValidationPostProcessor methodValidationPostProcessor(Validator validator) {
    		MethodValidationPostProcessor postProcessor = new MethodValidationPostProcessor();
    		postProcessor.setValidator(validator);
    		return postProcessor;
    	}
    }

然后实现上面的PersonService接口并标记@Validated表示这个类中的方法要进行参数校验：

@Service
    @Validated
    public class PersonServiceImpl implements PersonService {
    
    	@Override
    	public String execute(String name, int age) {
    		return "I'm " + name + ". " + age + " years old.";
    	}
    }

最后使用这个Service：

public class SpringValidationApp {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(SpringValidationConfig.class);
    		methodValidation(ctx);//方法参数校验
    	}
    	
    	private static void methodValidation(ApplicationContext ctx) {
    		//对方法进行参数校验
    		try {
    			PersonService personService = ctx.getBean(PersonService.class);
    			personService.execute(null, 1);//传递参数
    		} catch (ConstraintViolationException error) {
    			error.getConstraintViolations().forEach(err -> {//输出校验错误信息
    				print("Field: ", err.getPropertyPath());
    				print("Error: ", err.getMessage());
    			});
    		}
    	}
    }

在运行的过程中，如果参数或返回数据不符合验证规则会抛出ConstraintViolationException异常，可以从中获取校验错误的信息。

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[Java]: https://www.chkui.com/article/java/java_bean_validation
[Hibernate Validator]: http://hibernate.org/validator/
[Valid]: https://my.oschina.net/u/3652407
[Link 1]: https://www.chkui.com/article/spring/spring_core_bean_post_processors