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【springboot】【@Validated】--使用Spring Validation優雅地進行引數校驗

1. 引言

  不知道大家平時的業務開發過程中 controller 層的引數校驗都是怎麼寫的?是否也存在下面這樣的直接判斷?

public String add(UserVO userVO) {
    if(userVO.getAge() == null){
        return "年齡不能為空";
    }
    if(userVO.getAge() > 120){
        return "年齡不能超過120";
    }
    if(userVO.getName().isEmpty()){
        return "使用者名稱不能為空";
    }
    // 省略一堆引數校驗...
    return "OK";
}

  業務程式碼還沒開始寫呢,光引數校驗就寫了一堆判斷。這樣寫雖然沒什麼錯,但是給人的感覺就是:不優雅,不專業。

  其實Spring框架已經給我們封裝了一套校驗元件:validation。其特點是簡單易用,自由度高。接下來課代表使用springboot-2.3.1.RELEASE搭建一個簡單的 Web 工程,給大家一步一步講解在開發過程中如何優雅地做引數校驗。

2. 搭建環境

  從springboot-2.3開始,校驗包被獨立成了一個starter元件,所以需要引入如下依賴:

<!--校驗元件-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
</dependency>
<!--web元件-->
<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 依賴就可以了

3. 小試牛刀

  引數校驗非常簡單,首先在待校驗欄位上增加校驗規則註解

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

  然後在controller方法中新增@Validated和用於接收錯誤資訊的BindingResult就可以了,於是有了第一版:

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

  通過工具(postman)去請求介面,如果引數不符合規則,會將相應的 message資訊返回:

age 不能為空

  內建的校驗註解有很多,羅列如下:

註解校驗功能
@AssertFalse 必須是false
@AssertTrue 必須是true
@DecimalMax 小於等於給定的值
@DecimalMin 大於等於給定的值
@Digits 可設定最大整數位數和最大小數位數
@Email 校驗是否符合Email格式
@Future 必須是將來的時間
@FutureOrPresent 當前或將來時間
@Max 最大值
@Min 最小值
@Negative 負數(不包括0)
@NegativeOrZero 負數或0
@NotBlank 不為null並且包含至少一個非空白字元
@NotEmpty 不為null並且不為空
@NotNull 不為null
@Null 為null
@Past 必須是過去的時間
@PastOrPresent 必須是過去的時間,包含現在
@PositiveOrZero 正數或0
@Size 校驗容器的元素個數

4. 規範返回值

  待校驗引數多了之後我們希望一次返回所有校驗失敗資訊,方便介面呼叫方進行調整,這就需要統一返回格式,常見的就是封裝一個結果類。

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

  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,"請求引數錯誤",collect);
}

  請求該方法時,所有的錯誤引數就都返回了:

{
    "status": 400,
    "message": "請求引數錯誤",
    "response": [
        "年齡必須在[1,120]之間",
        "bg 欄位的整數位最多為3位,小數位最多為1位",
        "name 不能為空",
        "email 格式錯誤"
    ]
}

5. 全域性異常處理

  每個Controller方法中如果都寫一遍BindingResult資訊的處理,使用起來還是很繁瑣。可以通過全域性異常處理的方式統一處理校驗異常。

  當我們寫了@validated註解,不寫BindingResult的時候,Spring 就會丟擲異常。由此,可以寫一個全域性異常處理類來統一處理這種校驗異常,從而免去重複組織異常資訊的程式碼。

  全域性異常處理類只需要在類上標註@RestControllerAdvice,並在處理相應異常的方法上使用@ExceptionHandler註解,寫明處理哪個異常即可。

@RestControllerAdvice
public class GlobalControllerAdvice {
    private static final String BAD_REQUEST_MSG = "客戶端請求引數錯誤";
    // <1> 處理 form data方式呼叫介面校驗失敗丟擲的異常 
    @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> 處理 json 請求體呼叫介面校驗失敗丟擲的異常 
    @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> 處理單個引數校驗失敗丟擲的異常
    @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);
    }
    
}

  事實上,在全域性異常處理類中,我們可以寫多個異常處理方法,課代表總結了三種引數校驗時可能引發的異常:

  (1)使用form data方式呼叫介面,校驗異常丟擲 BindException

  (2)使用 json 請求體呼叫介面,校驗異常丟擲 MethodArgumentNotValidException

  (3)單個引數校驗異常丟擲ConstraintViolationException

  注:單個引數校驗需要在引數上增加校驗註解,並在類上標註@Validated。

  全域性異常處理類可以新增各種需要處理的異常,比如新增一個對Exception.class的異常處理,當所有ExceptionHandler都無法處理時,由其記錄異常資訊,並返回友好提示。

6. 分組校驗

  如果同一個引數,需要在不同場景下應用不同的校驗規則,就需要用到分組校驗了。比如:新註冊使用者還沒起名字,我們允許name欄位為空,但是不允許將名字更新為空字元。

  分組校驗有三個步驟:

  (1)定義一個分組類(或介面)

public interface Update extends Default{
}

  (2)在校驗註解上新增groups屬性指定分組

public class UserVO {
    @NotBlank(message = "name 不能為空",groups = Update.class)
    private String name;
    // 省略其他程式碼...
}

 (3)Controller方法的@Validated註解新增分組類

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

  細心的同學可能已經注意到,自定義的Update分組介面繼承了Default介面。校驗註解(如:@NotBlank)和@validated預設都屬於Default.class分組,這一點在javax.validation.groups.Default註釋中有說明

/**
 * 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 {
}

  在編寫Update分組介面時,如果繼承了Default,下面兩個寫法就是等效的:

  @Validated({Update.class})

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

  請求一下/update介面可以看到,不僅校驗了name欄位,也校驗了其他預設屬於Default.class分組的欄位

{
    "status": 400,
    "message": "客戶端請求引數錯誤",
    "response": [
        "name 不能為空",
        "age 不能為空",
        "email 不能為空"
    ]
}

7. 遞迴校驗

  如果 UserVO 類中增加一個 OrderVO 類的屬性,而 OrderVO 中的屬性也需要校驗,就用到遞迴校驗了,只要在相應屬性上增加@Valid註解即可實現(對於集合同樣適用)

  OrderVO類如下

public class OrderVO {
    @NotNull
    private Long id;
    @NotBlank(message = "itemName 不能為空")
    private String itemName;
    // 省略其他程式碼...
}

  在 UserVO 類中增加一個 OrderVO 型別的屬性

public class UserVO {
    @NotBlank(message = "name 不能為空",groups = Update.class)
    private String name;
    //需要遞迴校驗的OrderVO
    @Valid
    private OrderVO orderVO;
    // 省略其他程式碼...
}   

  呼叫請求驗證如下:

8. 自定義校驗

  Spring 的 validation 為我們提供了這麼多特性,幾乎可以滿足日常開發中絕大多數引數校驗場景了。但是,一個好的框架一定是方便擴充套件的。有了擴充套件能力,就能應對更多複雜的業務場景,畢竟在開發過程中,唯一不變的就是變化本身

  Spring Validation允許使用者自定義校驗,實現很簡單,分兩步:

  (1)自定義校驗註解

  (2)編寫校驗者類

  程式碼也很簡單,結合註釋你一看就能懂

@Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER})
@Retention(RUNTIME)
@Documented
@Constraint(validatedBy = {HaveNoBlankValidator.class})// 標明由哪個類執行校驗邏輯
public @interface HaveNoBlank {
 
    // 校驗出錯時預設返回的訊息
    String message() default "字串中不能含有空格";

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

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

    /**
     * 同一個元素上指定多個該註解時使用
     */
    @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 不做檢驗
        if (value == null) {
            return true;
        }
        if (value.contains(" ")) {
            // 校驗失敗
            return false;
        }
        // 校驗成功
        return true;
    }
}

  自定義校驗註解使用起來和內建註解無異,在需要的欄位上新增相應註解即可,同學們可以自行驗證。