如何优雅的做数据校验-Hibernate Validator详细使用说明

2022-09-17 08:01:31

数据校验是在平时的编码过程中常做的工作，在系统的各个层可能都要去实现一些校验逻辑，再去做业务处理。这些繁琐的校验与我们的业务代码在一块就会显得臃肿。而且这些校验通常是业务无关的。也是在工作中使用到Hibernate Validator，但却发现有人没有使用好它（竟然还能看到一些if else的校验代码...），所以在这里决定整理下关于Hibernate Validator的使用

Bean Validation 2.0（JSR 380）定义了用于实体和方法验证的元数据模型和API，Hibernate Validator是目前最好的实现，这篇主要是说Hibernate Validator的使用

Hibernate Validator的使用

依赖

如果是Spring Boot项目，那么spring-boot-starter-web中就已经依赖hibernate-validator了

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

如果是Spring Mvc，那可以直接添加hibernate-validator依赖

<dependency>
    <groupId>org.hibernate.validator</groupId>
    <artifactId>hibernate-validator</artifactId>
    <version>6.0.17.Final</version>
</dependency>

bean约束声明和验证，Validator

先给我们的Java对象添加约束注解

@Data
@AllArgsConstructor
public class User {

    private String id;

    @NotBlank
    @Size(max = 20)
    private String name;

    @NotNull
    @Pattern(regexp = "[A-Z][a-z][0-9]")
    private String password;
    
    @NotNull
    private Integer age;

    @Max(10)
    @Min(1)
    private Integer level;
}

验证实体实例需要先获取Validator实例

ValidatorFactory factory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
validator = factory.getValidator();

Validator接口有三个方法，可用于验证整个实体或仅验证实体的单个属性

Validator#validate() 验证所有bean的所有约束
Validator#validateProperty() 验证单个属性
Validator#validateValue() 检查给定类的单个属性是否可以成功验证

public class UserTest {

    private static Validator validator;

    @BeforeAll
    public static void setUpValidator() {
        ValidatorFactory factory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
        validator = factory.getValidator();
    }

    @Test
    public void validatorTest() {
        User user = new User(null, "", "!@#$", null, 11);

        // 验证所有bean的所有约束
        Set<ConstraintViolation<User>> constraintViolations = validator.validate(user);
        // 验证单个属性
        Set<ConstraintViolation<User>> constraintViolations2 = validator.validateProperty(user, "name");
        // 检查给定类的单个属性是否可以成功验证
        Set<ConstraintViolation<User>> constraintViolations3 = validator.validateValue(User.class, "password", "sa!");

        constraintViolations.forEach(constraintViolation -> System.out.println(constraintViolation.getMessage()));
        constraintViolations2.forEach(constraintViolation -> System.out.println(constraintViolation.getMessage()));
        constraintViolations3.forEach(constraintViolation -> System.out.println(constraintViolation.getMessage()));
    }
}

测试结果

不能为空
最大不能超过10
需要匹配正则表达式"[A-Z][a-z][0-9]"
不能为null
不能为空
需要匹配正则表达式"[A-Z][a-z][0-9]"

方法约束声明和验证，ExecutableValidator

从Bean Validation 1.1开始，约束不仅可以应用于JavaBean及其属性，而且可以应用于任何Java类型的方法和构造函数的参数和返回值，这里简单看一个例子

public class RentalStation {

    public RentalStation(@NotNull String name) {
        //...
    }

    public void rentCar(@NotNull @Future LocalDate startDate, @Min(1) int durationInDays) {
        //...
    }

    @NotNull
    @Size(min = 1)
    public List<@NotNull String> getCustomers() {
        //...
        return null;
    }
}

ExecutableValidator接口可以完成方法约束的验证

ValidatorFactory factory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
executableValidator = factory.getValidator().forExecutables();

该ExecutableValidator界面共有四种方法：

validateParameters()和validateReturnValue()用于方法验证
validateConstructorParameters()和validateConstructorReturnValue()用于构造函数验证

public class RentalStationTest {

    private static ExecutableValidator executableValidator;

    @BeforeAll
    public static void setUpValidator() {
        ValidatorFactory factory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
        executableValidator = factory.getValidator().forExecutables();
    }

    @Test
    public void validatorTest() throws NoSuchMethodException {
        RentalStation rentalStation = new RentalStation("z");

        Method method = RentalStation.class.getMethod("rentCar", LocalDate.class, int.class);
        Object[] parameterValues = {LocalDate.now().minusDays(1), 0};
        Set<ConstraintViolation<RentalStation>> violations = executableValidator.validateParameters(
                rentalStation, method, parameterValues);

        violations.forEach(violation -> System.out.println(violation.getMessage()));
    }
}

测试结果

需要是一个将来的时间
最小不能小于1

约束注解

validator-api-2.0的约束注解有22个，具体我们看下面表格

空与非空检查

注解	支持Java类型	说明
@Null	Object	为null
@NotNull	Object	不为null
@NotBlank	CharSequence	不为null，且必须有一个非空格字符
@NotEmpty	CharSequence、Collection、Map、Array	不为null，且不为空（length/size>0）

Boolean值检查

注解	支持Java类型	说明	备注
@AssertTrue	boolean、Boolean	为true	为null有效
@AssertFalse	boolean、Boolean	为false	为null有效

日期检查

注解	支持Java类型	说明	备注
@Future	Date、Calendar、Instant、LocalDate、LocalDateTime、LocalTime、MonthDay、OffsetDateTime、OffsetTime、Year、YearMonth、ZonedDateTime、HijrahDate、JapaneseDate、MinguoDate、ThaiBuddhistDate	验证日期为当前时间之后	为null有效
@FutureOrPresent	Date、Calendar、Instant、LocalDate、LocalDateTime、LocalTime、MonthDay、OffsetDateTime、OffsetTime、Year、YearMonth、ZonedDateTime、HijrahDate、JapaneseDate、MinguoDate、ThaiBuddhistDate	验证日期为当前时间或之后	为null有效
@Past	Date、Calendar、Instant、LocalDate、LocalDateTime、LocalTime、MonthDay、OffsetDateTime、OffsetTime、Year、YearMonth、ZonedDateTime、HijrahDate、JapaneseDate、MinguoDate、ThaiBuddhistDate	验证日期为当前时间之前	为null有效
@PastOrPresent	Date、Calendar、Instant、LocalDate、LocalDateTime、LocalTime、MonthDay、OffsetDateTime、OffsetTime、Year、YearMonth、ZonedDateTime、HijrahDate、JapaneseDate、MinguoDate、ThaiBuddhistDate	验证日期为当前时间或之前	为null有效

数值检查

注解	支持Java类型	说明	备注
@Max	BigDecimal、BigInteger，byte、short、int、long以及包装类	小于或等于	为null有效
@Min	BigDecimal、BigInteger，byte、short、int、long以及包装类	大于或等于	为null有效
@DecimalMax	BigDecimal、BigInteger、CharSequence，byte、short、int、long以及包装类	小于或等于	为null有效
@DecimalMin	BigDecimal、BigInteger、CharSequence，byte、short、int、long以及包装类	大于或等于	为null有效
@Negative	BigDecimal、BigInteger，byte、short、int、long、float、double以及包装类	负数	为null有效，0无效
@NegativeOrZero	BigDecimal、BigInteger，byte、short、int、long、float、double以及包装类	负数或零	为null有效
@Positive	BigDecimal、BigInteger，byte、short、int、long、float、double以及包装类	正数	为null有效，0无效
@PositiveOrZero	BigDecimal、BigInteger，byte、short、int、long、float、double以及包装类	正数或零	为null有效
@Digits(integer = 3, fraction = 2)	BigDecimal、BigInteger、CharSequence，byte、short、int、long以及包装类	整数位数和小数位数上限	为null有效

其他

注解	支持Java类型	说明	备注
@Pattern	CharSequence	匹配指定的正则表达式	为null有效
@Email	CharSequence	邮箱地址	为null有效，默认正则 `‘.*‘`
@Size	CharSequence、Collection、Map、Array	大小范围（length/size>0）	为null有效

hibernate-validator扩展约束（部分）

注解	支持Java类型	说明
@Length	String	字符串长度范围
@Range	数值类型和String	指定范围
@URL		URL地址验证

自定义约束注解

除了以上提供的约束注解（大部分情况都是能够满足的），我们还可以根据自己的需求自定义自己的约束注解

定义自定义约束，有三个步骤

创建约束注解
实现一个验证器
定义默认的错误信息

那么下面就直接来定义一个简单的验证手机号码的注解

@Documented
@Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER, TYPE_USE})
@Constraint(validatedBy = {MobileValidator.class})
@Retention(RUNTIME)
@Repeatable(Mobile.List.class)
public @interface Mobile {

    /**
     * 错误提示信息，可以写死,也可以填写国际化的key
     */
    String message() default "手机号码不正确";

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

    String regexp() default "^1([38][0-9]|4[579]|5[0-3,5-9]|6[6]|7[0135678]|9[89])\\d{8}$";

    @Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER, TYPE_USE})
    @Retention(RUNTIME)
    @Documented
    @interface List {
        Mobile[] value();
    }
}

关于注解的配置这里不说了，自定义约束需要下面3个属性

message 错误提示信息，可以写死,也可以填写国际化的key
groups 分组信息，允许指定此约束所属的验证组（下面会说到分组约束）
payload 有效负载，可以通过payload来标记一些需要特殊处理的操作

@Repeatable注解和List定义可以让该注解在同一个位置重复多次，通常是不同的配置（比如不同的分组和消息）

@Constraint(validatedBy = {MobileValidator.class})该注解是指明我们的自定义约束的验证器，那下面就看一下验证器的写法，需要实现javax.validation.ConstraintValidator接口

public class MobileValidator implements ConstraintValidator<Mobile, String> {

    /**
     * 手机验证规则
     */
    private Pattern pattern;

    @Override
    public void initialize(Mobile mobile) {
        pattern = Pattern.compile(mobile.regexp());
    }

    @Override
    public boolean isValid(String value, ConstraintValidatorContext context) {
        if (value == null) {
            return true;
        }

        return pattern.matcher(value).matches();
    }
}

ConstraintValidator接口定义了在实现中设置的两个类型参数。第一个指定要验证的注解类（如Mobile），第二个指定验证器可以处理的元素类型（如String）；initialize()方法可以访问约束注解的属性值；isValid()方法用于验证，返回true表示验证通过

Bean验证规范建议将空值视为有效。如果null不是元素的有效值，则应使用@NotNull 显式注释

到这里我们自定义的约束就写好了，可以用个例子来测试一下

public class MobileTest {

    public void setMobile(@Mobile String mobile){
        // to do
    }

    private static ExecutableValidator executableValidator;

    @BeforeAll
    public static void setUpValidator() {
        ValidatorFactory factory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
        executableValidator = factory.getValidator().forExecutables();
    }

    @Test
    public void manufacturerIsNull() throws NoSuchMethodException {
        MobileTest mobileTest = new MobileTest();

        Method method = MobileTest.class.getMethod("setMobile", String.class);
        Object[] parameterValues = {"1111111"};
        Set<ConstraintViolation<MobileTest>> violations = executableValidator.validateParameters(
                mobileTest, method, parameterValues);

        violations.forEach(violation -> System.out.println(violation.getMessage()));
    }
}

手机号码不正确

分组约束

在上面的自定义约束中，有个groups属性是用来指定验证约束的分组，我们在为属性加上注解的时候，如果没有配置分组信息，那么默认会采用默认分组 javax.validation.groups.Default

分组是用接口定义的，用做标识，这里创建两个标识AddGroup和UpdateGroup，分别标识新增和修改

public interface AddGroup {
}

public interface UpdateGroup {
}

然后对我们的User对象的id属性做分组标识

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class User {

    @Null(groups = AddGroup.class)
    @NotBlank(groups = UpdateGroup.class)
    private String id;
    
    // ... 省略了其他属性
}

我们看下如何使用

@Test
public void validatorGroupTest() {
    User user = new User();

    // 检查给定类的单个属性是否可以成功验证
    Set<ConstraintViolation<User>> constraintViolations = validator.validateValue(User.class, "id", "", UpdateGroup.class);
    Set<ConstraintViolation<User>> constraintViolations2 = validator.validateValue(User.class, "id", "");
    Set<ConstraintViolation<User>> constraintViolations3 = validator.validateValue(User.class, "id", "", AddGroup.class);

    constraintViolations.forEach(constraintViolation -> System.out.println(constraintViolation.getMessage()));
    constraintViolations2.forEach(constraintViolation -> System.out.println(constraintViolation.getMessage()));
    constraintViolations3.forEach(constraintViolation -> System.out.println(constraintViolation.getMessage()));
}

上面的测试只有加了UpdateGroug分组才会验证，返回错误信息，而下面的constraintViolations2并不会去验证，因为默认会采用Default分组。如果想要不标记分组的时候，也会去验证Default分组，可以去继承默认分组

public interface AddGroup extends Default {
}

在Spring中使用Hibernate Validator

上面介绍了Validator的一些使用，还有注解的介绍，那么在Spring中我们怎么去使用Hibernate Validator做验证呢？或者说再Web项目中怎么使用Hibernate Validator？

spring-boot-starter-web中是添加了hibernate-validator依赖的，说明Spring Boot本身也是使用到了Hibernate Validator验证框架的

配置Validator

@Configuration
public class ValidatorConfig {

    /**
     * 配置验证器
     *
     * @return validator
     */
    @Bean
    public Validator validator() {
        ValidatorFactory validatorFactory = Validation.byProvider(HibernateValidator.class)
                .configure()
                // 快速失败模式
                .failFast(true)
                // .addProperty( "hibernate.validator.fail_fast", "true" )
                .buildValidatorFactory();
        return validatorFactory.getValidator();
    }
}

可以通过方法 failFast(true)或 addProperty("hibernate.validator.fail_fast", "true")设置为快速失败模式，快速失败模式在校验过程中，当遇到第一个不满足条件的参数时就立即返回，不再继续后面参数的校验。否则会一次性校验所有参数，并返回所有不符合要求的错误信息

如果是Spring MVC的话，需要xml配置可参考下面的配置

<mvc:annotation-driven validator="validator"/>

<!-- validator基本配置 -->
<bean id="validator" class="org.springframework.validation.beanvalidation.LocalValidatorFactoryBean">
    <property name="providerClass" value="org.hibernate.validator.HibernateValidator"/>
    <!-- 映射资源文件 -->
    <property name="validationMessageSource" ref="messageSource"/>
</bean>

<bean id="messageSource" class="org.springframework.context.support.ReloadableResourceBundleMessageSource" name="messageSource">
    <!--<property name="basenames">
                <list>
                    <value>classpath:messages/messages</value>
                    <value>classpath:messages/ValidationMessages</value>
                </list>
            </property>-->
    <property name="useCodeAsDefaultMessage" value="false" />
    <property name="defaultEncoding" value="UTF-8" />
    <property name="cacheSeconds" value="60" />
</bean>

请求参数bean验证

接口上的Bean验证，需要在参数前加上@Valid或Spring的 @Validated注解，这两种注释都会导致应用标准Bean验证。如果验证不通过会抛出BindException异常，并变成400（BAD_REQUEST）响应；或者可以通过Errors或BindingResult参数在控制器内本地处理验证错误。另外，如果参数前有@RequestBody注解，验证错误会抛出MethodArgumentNotValidException异常。

@RestController
public class UserController {

    @PostMapping("/user")
    public R handle(@Valid @RequestBody User user, BindingResult result) {
        // 在控制器内本地处理验证错误
        if (result.hasErrors()) {
            result.getAllErrors().forEach(s -> System.out.println(s.getDefaultMessage()));
             return R.fail(result.getAllErrors().get(0).getDefaultMessage());
        }
        // ...
        return R.success();
    }

    @PostMapping("/user2")
    public R handle2(@Valid User user, BindingResult result) {
        // 在控制器内本地处理验证错误
        if (result.hasErrors()) {
            result.getAllErrors().forEach(s -> System.out.println(s.getDefaultMessage()));
             return R.fail(result.getAllErrors().get(0).getDefaultMessage());
        }
        // ...
        return R.success();
    }

    /**
     * 验证不通过抛出 `MethodArgumentNotValidException`
     */
    @PostMapping("/user3")
    public R handle3(@Valid @RequestBody User user) {
        // ...
        return R.success();
    }

    /**
     * 验证不通过抛出 `BindException`
     */
    @PostMapping("/user4")
    public R handle4(@Valid User user) {
        // ...
        return R.success();
    }
}

配合Spring的BindingResult参数，我们是可以在控制器中去处理验证错误，不过通常也是把验证错误的消息转成我们自己的返回格式，那么在每个方法中都去做这样的验证错误处理，显然是没有必要的。我们可以利用验证不通过的异常来做统一的错误处理

@Slf4j
@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    /**
     * hibernate validator 数据绑定验证异常拦截
     *
     * @param e 绑定验证异常
     * @return 错误返回消息
     */
    @ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
    @ExceptionHandler(BindException.class)
    public R validateErrorHandler(BindException e) {
        ObjectError error = e.getAllErrors().get(0);
        log.info("数据验证异常：{}", error.getDefaultMessage());
        return R.fail(error.getDefaultMessage());
    }

    /**
     * hibernate validator 数据绑定验证异常拦截
     *
     * @param e 绑定验证异常
     * @return 错误返回消息
     */
    @ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
    @ExceptionHandler(MethodArgumentNotValidException.class)
    public R validateErrorHandler(MethodArgumentNotValidException e) {
        ObjectError error = e.getBindingResult().getAllErrors().get(0);
        log.info("数据验证异常：{}", error.getDefaultMessage());
        return R.fail(error.getDefaultMessage());
    }
}

方法参数验证

配置

Hibernate Validator是可以在方法级验证参数的，Spring中当然也是有实现的。

我们在Validator的配置中，添加MethodValidationPostProcessorBean，在上面的ValidatorConfig.java中添加一下配置

/**
 * 设置方法参数验证器
 */
@Bean
public MethodValidationPostProcessor methodValidationPostProcessor() {
    MethodValidationPostProcessor postProcessor = new MethodValidationPostProcessor();
    // 设置validator模式为快速失败返回
    postProcessor.setValidator(validator());
    return postProcessor;
}

如果是Spring Mvc，那么要在spring-mvc.xml中声明bean信息，不然在Controller里面是无效的

<!-- 设置方法参数验证器 -->
<bean id="methodValidationPostProcessor" class="org.springframework.validation.beanvalidation.MethodValidationPostProcessor">
    <property name="validator" ref="validator"/>
</bean>

使用

配置了上面的MethodValidationPostProcessor，我们就可以在方法参数或返回值使用约束注解了，要注意的是，在要使用参数验证的类上一定要加上@Validated注解，否则无效

/**
 * 一定要加上 `@Validated` 注解
 */
@Validated
@RestController
public class UserController {

    @GetMapping("/user")
    public R handle(@Mobile String mobile) {
        // ...
        return R.success();
    }
}

如果验证不通过，会抛出ConstraintViolationException异常，同样的，我们可以在全局的异常处理器里面处理验证错误，在GlobalExceptionHandler中添加一下代码

/**
 * spring validator 方法参数验证异常拦截
 *
 * @param e 绑定验证异常
 * @return 错误返回消息
 */
@ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
@ExceptionHandler(ConstraintViolationException.class)
public R defaultErrorHandler(ConstraintViolationException e) {
    Set<ConstraintViolation<?>> violations = e.getConstraintViolations();
    ConstraintViolation<?> violation = violations.iterator().next();
    log.info("数据验证异常：{}", violation.getMessage());
    return R.fail(violation.getMessage());
}

分组

Spring的@Validate注解是可以支持分组验证的

@PostMapping("/user")
public R handle(@Validated(AddGroup.class) @RequestBody User user) {
    // ...
    return R.success();
}

Hibernate Validator

作者：TurboSnail
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来源：简书
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