【springboot】【@Validated】--使用Spring Validation优雅地进行参数校验

2024-03-02 12:04:46

1. 引言

　　不知道大家平时的业务开发过程中 controller 层的参数校验都是怎么写的？是否也存在下面这样的直接判断？

【springboot】【@Validated】--使用Spring Validation优雅地进行参数校验

public String add(UserVO userVO) {
    if(userVO.getAge() == null){
        return "年龄不能为空";
    }
    if(userVO.getAge() > 120){
        return "年龄不能超过120";
    }
    if(userVO.getName().isEmpty()){
        return "用户名不能为空";
    }
    // 省略一堆参数校验...
    return "OK";
}

　　业务代码还没开始写呢，光参数校验就写了一堆判断。这样写虽然没什么错，但是给人的感觉就是：不优雅，不专业。

　　其实Spring框架已经给我们封装了一套校验组件：validation。其特点是简单易用，*度高。接下来课代表使用springboot-2.3.1.RELEASE搭建一个简单的 Web 工程，给大家一步一步讲解在开发过程中如何优雅地做参数校验。

2. 搭建环境

　　从springboot-2.3开始，校验包被独立成了一个starter组件，所以需要引入如下依赖：

<!--校验组件-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
</dependency>
<!--web组件-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

　　而springboot-2.3之前的版本只需要引入 web 依赖就可以了

3. 小试牛刀

　　参数校验非常简单，首先在待校验字段上增加校验规则注解

public class UserVO {
    @NotNull(message = "age 不能为空")
    private Integer age;
}

　　然后在controller方法中添加@Validated和用于接收错误信息的BindingResult就可以了，于是有了第一版：

public String add1(@Validated UserVO userVO, BindingResult result) {
    List<FieldError> fieldErrors = result.getFieldErrors();
    if(!fieldErrors.isEmpty()){
        return fieldErrors.get(0).getDefaultMessage();
    }
    return "OK";
}

　　通过工具(postman)去请求接口，如果参数不符合规则，会将相应的 message信息返回：

age 不能为空

　　内置的校验注解有很多，罗列如下：

注解	校验功能
@AssertFalse	必须是false
@AssertTrue	必须是true
@DecimalMax	小于等于给定的值
@DecimalMin	大于等于给定的值
@Digits	可设定最大整数位数和最大小数位数
@Email	校验是否符合Email格式
@Future	必须是将来的时间
@FutureOrPresent	当前或将来时间
@Max	最大值
@Min	最小值
@Negative	负数（不包括0）
@NegativeOrZero	负数或0
@NotBlank	不为null并且包含至少一个非空白字符
@NotEmpty	不为null并且不为空
@NotNull	不为null
@Null	为null
@Past	必须是过去的时间
@PastOrPresent	必须是过去的时间，包含现在
@PositiveOrZero	正数或0
@Size	校验容器的元素个数

4. 规范返回值

　　待校验参数多了之后我们希望一次返回所有校验失败信息，方便接口调用方进行调整，这就需要统一返回格式，常见的就是封装一个结果类。

public class ResultInfo<T>{
    private Integer status;
    private String message;
    private T response;
    // 省略其他代码...
}

　　改造一下controller 方法，第二版：

public ResultInfo add2(@Validated UserVO userVO, BindingResult result) {
    List<FieldError> fieldErrors = result.getFieldErrors();
    List<String> collect = fieldErrors.stream()
            .map(o -> o.getDefaultMessage())
            .collect(Collectors.toList());
    return new ResultInfo<>().success(400,"请求参数错误",collect);
}

　　请求该方法时，所有的错误参数就都返回了：

{
    "status": 400,
    "message": "请求参数错误",
    "response": [
        "年龄必须在[1,120]之间",
        "bg 字段的整数位最多为3位，小数位最多为1位",
        "name 不能为空",
        "email 格式错误"
    ]
}

5. 全局异常处理

　　每个Controller方法中如果都写一遍BindingResult信息的处理，使用起来还是很繁琐。可以通过全局异常处理的方式统一处理校验异常。

　　当我们写了@validated注解，不写BindingResult的时候，Spring 就会抛出异常。由此，可以写一个全局异常处理类来统一处理这种校验异常，从而免去重复组织异常信息的代码。

　　全局异常处理类只需要在类上标注@RestControllerAdvice，并在处理相应异常的方法上使用@ExceptionHandler注解，写明处理哪个异常即可。

@RestControllerAdvice
public class GlobalControllerAdvice {
    private static final String BAD_REQUEST_MSG = "客户端请求参数错误";
    // <1> 处理 form data方式调用接口校验失败抛出的异常 
    @ExceptionHandler(BindException.class)
    public ResultInfo bindExceptionHandler(BindException e) {
        List<FieldError> fieldErrors = e.getBindingResult().getFieldErrors();
        List<String> collect = fieldErrors.stream()
                .map(o -> o.getDefaultMessage())
                .collect(Collectors.toList());
        return new ResultInfo().success(HttpStatus.BAD_REQUEST.value(), BAD_REQUEST_MSG, collect);
    }
    // <2> 处理 json 请求体调用接口校验失败抛出的异常 
    @ExceptionHandler(MethodArgumentNotValidException.class)
    public ResultInfo methodArgumentNotValidExceptionHandler(MethodArgumentNotValidException e) {
        List<FieldError> fieldErrors = e.getBindingResult().getFieldErrors();
        List<String> collect = fieldErrors.stream()
                .map(o -> o.getDefaultMessage())
                .collect(Collectors.toList());
        return new ResultInfo().success(HttpStatus.BAD_REQUEST.value(), BAD_REQUEST_MSG, collect);
    }
    // <3> 处理单个参数校验失败抛出的异常
    @ExceptionHandler(ConstraintViolationException.class)
    public ResultInfo constraintViolationExceptionHandler(ConstraintViolationException e) {
        Set<ConstraintViolation<?>> constraintViolations = e.getConstraintViolations();
        List<String> collect = constraintViolations.stream()
                .map(o -> o.getMessage())
                .collect(Collectors.toList());
        return new ResultInfo().success(HttpStatus.BAD_REQUEST.value(), BAD_REQUEST_MSG, collect);
    }
    
}

　　事实上，在全局异常处理类中，我们可以写多个异常处理方法，课代表总结了三种参数校验时可能引发的异常：

　　（1）使用form data方式调用接口，校验异常抛出 BindException

　　（2）使用 json 请求体调用接口，校验异常抛出 MethodArgumentNotValidException

　　（3）单个参数校验异常抛出ConstraintViolationException

　　注：单个参数校验需要在参数上增加校验注解，并在类上标注@Validated。

　　全局异常处理类可以添加各种需要处理的异常，比如添加一个对Exception.class的异常处理，当所有ExceptionHandler都无法处理时，由其记录异常信息，并返回友好提示。

6. 分组校验

　　如果同一个参数，需要在不同场景下应用不同的校验规则，就需要用到分组校验了。比如：新注册用户还没起名字，我们允许name字段为空，但是不允许将名字更新为空字符。

　　分组校验有三个步骤：

　　（1）定义一个分组类（或接口）

public interface Update extends Default{
}

　　（2）在校验注解上添加groups属性指定分组

public class UserVO {
    @NotBlank(message = "name 不能为空",groups = Update.class)
    private String name;
    // 省略其他代码...
}

　（3）Controller方法的@Validated注解添加分组类

@PostMapping("update")
public ResultInfo update(@Validated({Update.class}) UserVO userVO) {
    return new ResultInfo().success(userVO);
}

　　细心的同学可能已经注意到，自定义的Update分组接口继承了Default接口。校验注解(如：@NotBlank)和@validated默认都属于Default.class分组，这一点在javax.validation.groups.Default注释中有说明

/**
 * Default Jakarta Bean Validation group.
 * <p>
 * Unless a list of groups is explicitly defined:
 * <ul>
 *     <li>constraints belong to the {@code Default} group</li>
 *     <li>validation applies to the {@code Default} group</li>
 * </ul>
 * Most structural constraints should belong to the default group.
 *
 * @author Emmanuel Bernard
 */
public interface Default {
}

　　在编写Update分组接口时，如果继承了Default，下面两个写法就是等效的：

　　@Validated({Update.class})

　　@Validated({Update.class,Default.class})

　　请求一下/update接口可以看到，不仅校验了name字段，也校验了其他默认属于Default.class分组的字段

{
    "status": 400,
    "message": "客户端请求参数错误",
    "response": [
        "name 不能为空",
        "age 不能为空",
        "email 不能为空"
    ]
}

7. 递归校验

　　如果 UserVO 类中增加一个 OrderVO 类的属性，而 OrderVO 中的属性也需要校验，就用到递归校验了，只要在相应属性上增加@Valid注解即可实现（对于集合同样适用）

　　OrderVO类如下

public class OrderVO {
    @NotNull
    private Long id;
    @NotBlank(message = "itemName 不能为空")
    private String itemName;
    // 省略其他代码...
}

　　在 UserVO 类中增加一个 OrderVO 类型的属性

public class UserVO {
    @NotBlank(message = "name 不能为空",groups = Update.class)
    private String name;
    //需要递归校验的OrderVO
    @Valid
    private OrderVO orderVO;
    // 省略其他代码...
}

　　调用请求验证如下：

8. 自定义校验

　　Spring 的 validation 为我们提供了这么多特性，几乎可以满足日常开发中绝大多数参数校验场景了。但是，一个好的框架一定是方便扩展的。有了扩展能力，就能应对更多复杂的业务场景，毕竟在开发过程中，唯一不变的就是变化本身。

　　Spring Validation允许用户自定义校验，实现很简单，分两步：

　　（1）自定义校验注解

　　（2）编写校验者类

　　代码也很简单，结合注释你一看就能懂

@Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER})
@Retention(RUNTIME)
@Documented
@Constraint(validatedBy = {HaveNoBlankValidator.class})// 标明由哪个类执行校验逻辑
public @interface HaveNoBlank {
 
    // 校验出错时默认返回的消息
    String message() default "字符串中不能含有空格";

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

    Class<? extends Payload>[] payload() default { };

    /**
     * 同一个元素上指定多个该注解时使用
     */
    @Target({ METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER, TYPE_USE })
    @Retention(RUNTIME)
    @Documented
    public @interface List {
        NotBlank[] value();
    }
}

public class HaveNoBlankValidator implements ConstraintValidator<HaveNoBlank, String> {
    @Override
    public boolean isValid(String value, ConstraintValidatorContext context) {
        // null 不做检验
        if (value == null) {
            return true;
        }
        if (value.contains(" ")) {
            // 校验失败
            return false;
        }
        // 校验成功
        return true;
    }
}

　　自定义校验注解使用起来和内置注解无异，在需要的字段上添加相应注解即可，同学们可以自行验证。

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