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[Java知识库]Spring Boot 实现接口的各种参数校验

在我们进行接口开发时，在对参数的接收时，我们需要冗余复杂的校验规则来进行接口参数的校验，接下来推荐一个好用的校验工具Spring Validation。

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。

1.添加依赖

<!--新增validator-->
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.hibernate.validator/hibernate-validator -->
        <dependency>
            <groupId>org.hibernate.validator</groupId>
            <artifactId>hibernate-validator</artifactId>
        </dependency>
     <!--添加lombok-->
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.projectlombok/lombok -->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>

2.接口参数校验

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！

2.1 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。

我们只需要两步就可以实现刚刚对user对象参数的需求

1.在实体类上声明约束注解

import lombok.Data;
import org.hibernate.validator.constraints.Length;
import javax.validation.constraints.NotNull;

@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;
}

2.在接口方法参数上声明校验注解

import org.springframework.validation.annotation.Validated;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@RestController
public class UserController {

    @PostMapping("/save")
    public Map<String, Object> saveUser(@RequestBody @Validated UserDTO userDTO) {
        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        result.put("code", 20000);
        return result;
    }
}

接下来我们进行一下测试
在这里插入图片描述

我们可以看到密码位数不对时会转为400请求参数不对的错误

2.2 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：

package com.example.code.controller;

import com.example.code.po.UserDTO;
import org.hibernate.validator.constraints.Length;
import org.springframework.validation.annotation.Validated;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import javax.validation.constraints.Min;
import javax.validation.constraints.NotNull;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@RestController
public class UserController {
    @GetMapping("{userId}")
    public Map<String, Object> detail(@PathVariable("userId") @Min(10000000000000000L) Long userId) {
        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        UserDTO userDTO = new UserDTO();
        userDTO.setUserId(userId);
        userDTO.setAccount("11111111111111111");
        userDTO.setUserName("xixi");
        userDTO.setAccount("11111111111111111");
        result.put("code", 20000);
        result.put("data", userDTO);
        return result;
    }

    @GetMapping("getByAccount")
    public Map<String, Object> getByAccount(@Length(min = 6, max = 20) @NotNull String account) {
        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        UserDTO userDTO = new UserDTO();
        userDTO.setUserId(10000000000000003L);
        userDTO.setAccount(account);
        userDTO.setUserName("xixi");
        userDTO.setAccount(account);
        result.put("code", 20000);
        result.put("data", userDTO);
        return result;
    }
}

在这里插入图片描述

3.统一异常处理

在我们刚刚的测试中会发现如果校验失败，会抛出MethodArgumentNotValidException或者ConstraintViolationException异常。
但是在实际项目开发中，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。

import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.validation.BindingResult;
import org.springframework.validation.FieldError;
import org.springframework.web.bind.MethodArgumentNotValidException;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseStatus;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestControllerAdvice;

import javax.validation.ConstraintViolationException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@RestControllerAdvice
public class CommonExceptionHandler {

    @ExceptionHandler({MethodArgumentNotValidException.class})
    @ResponseStatus(HttpStatus.OK)
    @ResponseBody
    public Map<String, Object> handleMethodArgumentNotValidException(MethodArgumentNotValidException ex) {
        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        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();
        result.put("code", 500);
        result.put("msg", msg);
        return result;
    }

    @ExceptionHandler({ConstraintViolationException.class})
    @ResponseStatus(HttpStatus.OK)
    @ResponseBody
    public Map<String, Object> handleConstraintViolationException(ConstraintViolationException ex) {
        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        result.put("code", 500);
        result.put("msg", ex.getMessage());
        return result;
    }
}

在这里插入图片描述

4.进阶使用

4.1 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。
还是继续使用上面的例子，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：

import lombok.Data;
import org.hibernate.validator.constraints.Length;

import javax.validation.constraints.Min;
import javax.validation.constraints.NotNull;

@Data
public class UserDTO_Groups {
    @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;


    public interface Save {
    }

    public interface Update {
    }
}

在@Validated注解上指定校验分组

import com.example.code.po.UserDTO;
import com.example.code.po.UserDTO_Groups;
import org.hibernate.validator.constraints.Length;
import org.springframework.validation.annotation.Validated;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import javax.validation.constraints.Min;
import javax.validation.constraints.NotNull;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@RestController
public class UserController {
    @PostMapping("/save_group")
    public Map<String, Object> saveUser_Group(@RequestBody @Validated(UserDTO_Groups.Save.class) UserDTO_Groups userDTO) {
        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        result.put("code", 20000);
        result.put("data", userDTO);
        return result;
    }

    @PostMapping("/update_group")
    public Map<String, Object> updateUser(@RequestBody @Validated(UserDTO_Groups.Update.class) UserDTO_Groups userDTO) {
        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        result.put("code", 20000);
        result.put("data", userDTO);
        return result;
    }
}

4.2 嵌套校验

在实际开发中，我们保存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。

import lombok.Data;
import org.hibernate.validator.constraints.Length;

import javax.validation.Valid;
import javax.validation.constraints.Min;
import javax.validation.constraints.NotNull;

/**
 * 嵌套校验
 */
@Data
public class UserDTO_Nest {
    @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;

    public interface Save {
    }

    public interface Update {
    }
}

import lombok.Data;
import org.hibernate.validator.constraints.Length;

import javax.validation.constraints.Min;
import javax.validation.constraints.NotNull;

@Data
public class Job {

    @Min(value = 1, groups = UserDTO_Nest.Update.class)
    private Long jobId;

    @NotNull(groups = {UserDTO_Nest.Save.class, UserDTO_Nest.Update.class})
    @Length(min = 2, max = 10, groups = {UserDTO_Nest.Save.class, UserDTO_Nest.Update.class})
    private String jobName;

    @NotNull(groups = {UserDTO_Nest.Save.class, UserDTO_Nest.Update.class})
    @Length(min = 2, max = 10, groups = {UserDTO_Nest.Save.class, UserDTO_Nest.Update.class})
    private String position;

}

package com.example.code.controller;

import com.example.code.po.UserDTO;
import com.example.code.po.UserDTO_Groups;
import com.example.code.po.UserDTO_Nest;
import com.example.code.validate.ValidationList;
import org.hibernate.validator.constraints.Length;
import org.springframework.validation.annotation.Validated;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import javax.validation.constraints.Min;
import javax.validation.constraints.NotNull;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@RestController
public class UserController {

    @PostMapping("/save1")
    public Map<String, Object> save1(@RequestBody @Validated(UserDTO_Nest.Save.class) UserDTO_Nest userList) {
        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        result.put("code", 20000);
        result.put("data", userList);
        return result;
    }
}

因为我们在代码中设置了嵌套校验要求job不能为空，所以:
在这里插入图片描述

我们在job类汇总设置了position最小长度为2，所以：
在这里插入图片描述

嵌套校验可以结合分组校验一起使用。
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。

4.3 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：

1.包装List类型，并声明@Valid注解

package com.example.code.validate;

import lombok.experimental.Delegate;

import javax.validation.Valid;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ValidationList<E> implements List<E> {

    @Delegate
    @Valid
    public List<E> list = new ArrayList<>();

    @Override
    public String toString() {
        return list.toString();
    }
}

注意：@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。
接下来我们开发接口，使其可以批量保存

import com.example.code.po.UserDTO;
import com.example.code.po.UserDTO_Groups;
import com.example.code.po.UserDTO_Nest;
import com.example.code.validate.ValidationList;
import org.hibernate.validator.constraints.Length;
import org.springframework.validation.annotation.Validated;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import javax.validation.constraints.Min;
import javax.validation.constraints.NotNull;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@RestController
public class UserController {
    @PostMapping("/saveList")
    public Map<String, Object> saveList(@RequestBody @Validated(UserDTO_Nest.Save.class) ValidationList<UserDTO_Nest> userList) {
        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        result.put("code", 20000);
        result.put("data", userList);
        return result;
    }
}

4.4 自定义校验

在我们实际的业务开发中，我们的需求总是比框架提供的这些简单校验要复杂的多，我们可以通过自定义校验来满足我们的需求。

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：

1.自定义约束注解

import javax.validation.Constraint;
import javax.validation.Payload;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;

import static java.lang.annotation.ElementType.*;
import static java.lang.annotation.RetentionPolicy.RUNTIME;

@Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER})
@Retention(RUNTIME)
@Documented
@Constraint(validatedBy = {EncryptIdValidator.class})
public @interface EncryptId {

    String message() default "加密id格式错误";

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

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

2.实现ConstraintValidator接口编写约束校验器

import javax.validation.ConstraintValidator;
import javax.validation.ConstraintValidatorContext;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

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) {

        if (value != null) {
            Matcher matcher = PATTERN.matcher(value);
            return matcher.find();
        }
        return true;
    }
}

3.在实体类上的字段中进行使用

import com.example.code.validate.EncryptId;
import lombok.Data;
import org.hibernate.validator.constraints.Length;

import javax.validation.constraints.NotNull;

@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
    @EncryptId
    private String password;
}

4.测试

import com.example.code.validate.ValidationList;
import org.hibernate.validator.constraints.Length;
import org.springframework.validation.annotation.Validated;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import javax.validation.constraints.Min;
import javax.validation.constraints.NotNull;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@RestController
public class UserController {
    @PostMapping("/save2")
    public Map<String, Object> save2(@RequestBody @Validated UserDTO userDTO) {
        Map<String, Object> result = new HashMap<>();
        result.put("code", 20000);
        result.put("data", userDTO);
        return result;
    }
}

结果如下：
在这里插入图片描述

我们可以看到自定义的校验已经应用成功了

5.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。此时如果需要校验字段过多则会影响前后端交互的速度，我们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。

import org.hibernate.validator.HibernateValidator;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.validation.Validation;
import javax.validation.Validator;
import javax.validation.ValidatorFactory;

@Component
public class ValidatorConfig {
    @Bean
    public Validator validator() {
        ValidatorFactory validatorFactory = Validation.byProvider(HibernateValidator.class)
                .configure()

                .failFast(true)
                .buildValidatorFactory();
        return validatorFactory.getValidator();
    }
}

6.@Valid和@Validated区别

区别	@Valid	@Validated
提供者	JSR-303 规范	Spring
是否支持分组	不支持	支持
标注位置	METHOD, FIELD, CONSTRUCTOR, PARAMETER, TYPE_USE	TYPE, METHOD, PARAMETER
嵌套校验	支持	不支持

7.实现原理

7.1 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：

于是我们看一下RequestResponseBodyMethodProcessor的resolveArgument()方法
在这里插入图片描述

可以看到调用了validateIfApplicable()进行参数校验，我们在看看validateIfApplicable()具体是如何校验的
在这里插入图片描述

我们可以看到真正的校验，无论是@Validated、@Valid都是通过binder.validate(validationHints);实现，所以我们在接着往下看看WebDataBinder.validate()实现
在这里插入图片描述

最终发现底层最终还是调用了Hibernate Validator进行真正的校验处理

7.2 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,如下图所示：
在这里插入图片描述

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。
我们看一下MethodValidationPostProcessor中源码的实现
在这里插入图片描述