Spring Boot 还在用 if 校验参数？

待我称王封你为后i 2023-09-26 17:06 120阅读 0赞

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。

#### 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) \{  
// 校验通过，才会执行业务逻辑处理  
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 \{  
// 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  
UserDTO userDTO = new UserDTO();  
userDTO.setUserId(userId);  
userDTO.setAccount("11111111111111111");  
userDTO.setUserName("xixi");  
userDTO.setAccount("11111111111111111");  
return Result.ok(userDTO);  
\}  
  
// 查询参数  
@GetMapping("getByAccount")  
public Result getByAccount(@Length(min = 6, max = 20) @NotNull String account) \{  
// 校验通过，才会执行业务逻辑处理  
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

@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.ok();  
\}  
  
@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.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;  
\}  
  
/\*\*  
\* 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 // @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。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.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：

自定义约束注解

@Target(\{METHOD, FIELD, ANNOTATION\_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER\})  
@Retention(RUNTIME)  
@Documented  
@Constraint(validatedBy = \{EncryptIdValidator.class\})  
public @interface EncryptId \{  
  
// 默认错误消息  
String message() default "加密id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 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) \{  
// 不为null才进行校验  
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;  
  
// 编程式校验  
@PostMapping("/saveWithCodingValidate")  
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.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()  
// 快速失败模式  
.failFast(true)  
.buildValidatorFactory();  
return validatorFactory.getValidator();  
\}

#### @Valid和@Validated区别 ####

![bb21d62f7944844d8a63e86712d15e85.jpeg][]

图片

### **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();  
//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。

#### 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。

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