Spring Validation实践及其实现原理

缺乏、安全感 2024-02-17 09:44 41阅读 0赞

Bean Validation 2.0 注解

校验空值
    @Null：验证对象是否为 null
    @NotNull：验证对象是否不为 null
    @NotEmpty：验证对象不为 null，且长度（数组、集合、字符串等）大于 0
    @NotBlank：验证字符串不为 null，且去除两端空白字符后长度大于 0
    校验大小
    @Size(min=, max=)：验证对象（数组、集合、字符串等）长度是否在给定的范围之内
    @Min(value)：验证数值（整数或浮点数）是否大于等于指定的最小值
    @Max(value)：验证数值是否小于等于指定的最大值
    校验布尔值
    @AssertTrue：验证 Boolean 对象是否为 true
    @AssertFalse：验证 Boolean 对象是否为 false
    校验日期和时间
    @Past：验证 Date 和 Calendar 对象是否在当前时间之前
    @Future：验证 Date 和 Calendar 对象是否在当前时间之后
    @PastOrPresent：验证日期是否是过去或现在的时间
    @FutureOrPresent：验证日期是否是现在或将来的时间
    正则表达式
    @Pattern(regexp=, flags=)：验证 String 对象是否符合正则表达式的规则
    Hibernate Validation 拓展
    @Length(min=, max=)：验证字符串的大小是否在指定的范围内
    @Range(min=, max=)：验证数值是否在合适的范围内
    @UniqueElements：校验集合中的值是否唯一，依赖于 equals 方法
    @ScriptAssert：利用脚本进行校验

@Valid 和 @Validated  
这两个注解是校验的入口，作用相似但用法上存在差异。

@Validated

// 用于类/接口/枚举，方法以及参数
    @Target({
        ElementType.TYPE, ElementType.METHOD, ElementType.PARAMETER})  
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented  
    public @interface Validated {
          
      // 校验时启动的分组  
      Class<?>[] value() default {
        };  
    }

@Valid

// 用于方法，字段，构造函数，参数，以及泛型类型  
    @Target({
         METHOD, FIELD, CONSTRUCTOR, PARAMETER, TYPE_USE })  
    @Retention(RUNTIME)  
    @Documented
    public @interface Valid {
          
      // 未提供其他属性  
    }

作用范围不同：@Validated 无法作用在于字段， @Valid 无法作用于类；  
注解中的属性不同：@Validated 中提供了指定校验分组的属性，而 @Valid 没有这个功能，因为 @Valid 不能进行分组校验。  
字段校验场景及使用示例  
常见的校验场景有三种： Controller 层的校验、编程式校验、 Dubbo 接口校验。

Controller层 的校验  
使用方式  
当方法入参为 @RequestBody 注解的 JavaBean，可在入参前使用 @Validated 或 @Valid 注解开启校验。

@PostMapping("/save")
    public Response<Boolean> saveNotice(@Validated @RequestBody NoticeDTO noticeDTO) {
        
      // noticeDTO中各字段校验通过，才会执行后续业务逻辑
      return Response.ok(true);
    }

当方法入参为 @PathVariable、 @RequestParam 注解的简单参数时，需要在 Controller 加上 @Validated 注解开启校验。

@RequestMapping("/notice")
    @RestController
    // 必须加上该注解
    @Validated
    public class UserController {
        
      // 路径变量
      @GetMapping("{id}")
      public Reponse<NoticeDTO> detail(@PathVariable("id") @Min(1L) Long noticeId) {
        
        // 参数noticeId校验通过，执行后续业务逻辑
        return Reponse.ok();
      }
    
      // 请求参数
      @GetMapping("getByTitle")
      public Result getByTitle(@RequestParam("title") @Length(min = 1, max = 20) String  title) {
        
        // 参数title校验通过，执行后续业务逻辑
        return Result.ok();
      }
    }

原理  
Spring 框架中的 HandlerMethodArgumentResolver 策略接口，负责将方法参数解析为特定请求中的参数值。

public interface HandlerMethodArgumentResolver {
          
      // 判断当前解析器是否支持给定的方法参数
      boolean supportsParameter(MethodParameter var1);  
    
      @Nullable  
      // 实际解析参数的方法
      Object resolveArgument(MethodParameter var1, @Nullable ModelAndViewContainer var2, NativeWebRequest var3, @Nullable WebDataBinderFactory var4) throws Exception;
    }
    上述接口针对 @RequestBody 的实现类 RequestResponseBodyMethodProcessor 中，存在字段校验逻辑，调用 validateIfApplicable 方法校验参数。
    // RequestResponseBodyMethodProcessor
    public Object resolveArgument(MethodParameter parameter, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest, @Nullable WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception {
          
      // 前置处理
      // 校验逻辑
      if (binderFactory != null) {
          
        WebDataBinder binder = binderFactory.createBinder(webRequest, arg, name);  
        if (arg != null) {
        
          //调用校验函数
          this.validateIfApplicable(binder, parameter);  
          if (binder.getBindingResult().hasErrors() && this.isBindExceptionRequired(binder, parameter)) {
          
              throw new MethodArgumentNotValidException(parameter, binder.getBindingResult());  
          }  
        }
        // 数据绑定逻辑
      }
      // 返回处理结果
      return this.adaptArgumentIfNecessary(arg, parameter);  
    }

validateIfApplicable 方法中，根据方法参数上的注解，决定是否进行字段校验：当存在 @Validated 或以 Valid 开头的注解时，进行校验。

protected void validateIfApplicable(WebDataBinder binder, MethodParameter parameter) {
        
      // 获取参数上的注解
      Annotation[] annotations = parameter.getParameterAnnotations();  
      Annotation[] var4 = annotations;  
      int var5 = annotations.length;  
    
      // 遍历注解
      for(int var6 = 0; var6 < var5; ++var6) {
          
        Annotation ann = var4[var6];  
        // 获取 @Validated 注解
        Validated validatedAnn = (Validated)AnnotationUtils.getAnnotation(ann, Validated.class); 
        // 或者注解以 Valid 开头 
        if (validatedAnn != null || ann.annotationType().getSimpleName().startsWith("Valid")) {
        
          // 开启校验
          Object hints = validatedAnn != null ? validatedAnn.value() : AnnotationUtils.getValue(ann);  
          Object[] validationHints = hints instanceof Object[] ? (Object[])((Object[])hints) : new Object[]{
        hints};  
          binder.validate(validationHints);  
          break;  
        }  
      }  
    }

@PathVariable 和 @RequestParam 对应的实现类中，则没有相应字段校验逻辑，因此需要在 Controller 上使用 @Validated，开启字段校验。

编程式校验  
配置 Validator

@Configuration  
    public class ValidatorConfiguration {
          
      @Bean  
      public Validator validator() {
          
        ValidatorFactory validatorFactory = Validation.byProvider(HibernateValidator.class)  
                .configure()  
                // 设置是否开启快速失败模式  
                //.failFast(true)  
                .buildValidatorFactory();  
        return validatorFactory.getValidator();  
      }  
    }
    获取 validator 并校验
    public class TestValidator {
        
      // 注入验证器
      @Resource
      private javax.validation.Validator validator;
    
      public String testMethod(TestRequest request) {
        
        // 进行校验，获取校验结果
        Set<ConstraintViolation<TestRequest>> constraintViolations = validator.validate(request);
        // 组装校验信息并返回
        return res;
      }
    }
    Dubbo 接口校验
    可在 @DubboService 注解中，设置 validation 参数为 true，开启生产者的字段验证。
    @DubboService(version = "1.0.0", validation="true")
    public class DubboApiImpl implements DubboApi {
        
      ....
    }

该方式返回的信息对使用者不友好，可通过 Dubbo 的 filter 自定义校验逻辑和返回信息。需要注意的是，在 Dubbo 中有自己的 IOC 实现来控制容器，因此需提供 setter 方法，供 Dubbo 调用。

@Activate(  
            group = {
        "provider"},  
            value = {
        "customValidationFilter"},  
            order = 10000  
    )  
    @Slf4j  
    public class CustomValidationFilter implements Filter {
          
      
      private javax.validation.Validator validator;  
    
      // duubo会调用setter获取bean
      public void setValidator(javax.validation.Validator validator) {
          
        this.validator = validator;  
      } 
    
      public Result invoke(Invoker<?> invoker, Invocation invocation) throws RpcException {
          
        if (this.validator != null && !invocation.getMethodName().startsWith("$")) {
          
          // 补充字段校验，返回信息的组装以及异常处理
        }  
        return invoker.invoke(invocation);  
      }  
    }

进阶使用  
分组校验  
对于同一个 DTO， 不同场景下对其校验规则可能不同， @Validted 支持按照分组分别验证，示例代码如下：

校验注解的 groups 属性中添加分组

@Data
    public class NoticeDTO {
        
    
      @Min(value = 0L, groups = Update.class)
      private Long id;
    
      @NotNull(groups = {
        Save.class, Update.class})
      @Length(min = 2, max = 10, groups = {
        Save.class, Update.class})
      private String title;
    
      // 保存的时候校验分组
      public interface Save {
        
      }
    
      // 更新的时候校验分组
      public interface Update {
        
      }
    }
    @Validted 上指定分组
    @PostMapping("/save")
    public Response<Boolean> saveNotice(@RequestBody @Validated(NoticeDTO.Save.class) NoticeDTO noticeDTO) {
        
      // 分组为Save.class的校验通过，执行后续逻辑
      return Response.ok();
    }
    
    @PostMapping("/update")
    public Response<Boolean> updateNotice(@RequestBody @Validated(NoticeDTO.Update.class) NoticeDTO noticeDTO) {
        
      // 分组为Update.class的校验通过，执行后续逻辑
      return Response.ok();
    }

自定义校验注解  
如果我们想自定义实现一些验证逻辑，可以使用自定义注解，主要包括两部分：实现自定义注解，实现对应的校验器 validator。下面尝试实现一个注解，用于校验集合中的指定属性是否存在重复，代码如下：

实现校验注解，主要需要包含 message()、 filed()、 groups() 三个方法，功能如注释所示。

@Target({
        ElementType.FIELD, ElementType.PARAMETER})  
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
    @Documented  
    // 指定校验器
    @Constraint(validatedBy = UniqueValidator.class)  
    public @interface Unique {
          
    
      // 用于自定义验证信息
      String message() default "字段存在重复";  
    
      // 指定集合中的待校验字段
      String[] field();  
    
      // 指定分组
      Class<?>[] groups() default {
        };  
    }

实现对应的校验器，主要校验逻辑在 isValid 方法：获取集合中指定字段，并组装为 set，比较 set 和集合的长度，以判断集合中指定字段是否存在重复。

// 实现ConstraintValidator<T, R>接口，T为注解的类型，R为注解的字段类型
    public class UniqueValidator implements ConstraintValidator<Unique, Collection<?>> {
          
      
      private Unique unique;  
    
      @Override  
      public void initialize(Unique constraintAnnotation) {
          
          this.unique = constraintAnnotation;  
      }  
    
      @Override  
      public boolean isValid(Collection collection, ConstraintValidatorContext constraintValidatorContext) {
        
        // 集合为空直接校验通过
        if (collection == null || collection.size() == 0) {
          
            return Boolean.TRUE;  
        }  
        // 从集合中获取filed中指定的待校验字段，看是否存在重复
        return Arrays.stream(unique.field())  
              .filter(fieldName -> fieldName != null && !"".equals(fieldName.trim()))  
              .allMatch(fieldName -> {
        
                // 收集集合collection中字段为fieldName的值，存入set并计算set的元素个数count
                int count = (int) collection.stream()  
                      .filter(Objects::nonNull)  
                      .map(item -> {
          
                          Class<?> clazz = item.getClass();  
                          Field field;  
                          try {
          
                              field = clazz.getField(fieldName);  
                              field.setAccessible(true);  
                              return field.get(item);  
                          } catch (Exception e) {
          
                              return null;  
                          }  
                      })  
                      .collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toSet(), Set::size)); 
                // set中元素个数count与集合长度比较，若不相等则说明collection中字段存在重复，校验不通过
                if (count != collection.size()) {
          
                  return false;  
                }  
                return true;  
              });  
      }  
    }

总结  
通过本文我们得以了解 Spring Validation 的机理及其在实际项目中的应用。无论是标准的校验注解，还是自定义的校验逻辑， Spring Validation 都为开发者提供了高效且强大的校验工具。总的来说， **Spring Validation 是任何 Spring 应用不可或缺的一部分，对于追求高质量代码的 JAVA 开发者而言，掌握其用法和最佳实践至关重要。**