詳述Spring對資料校驗支援的核心API：SmartValidator

阿新 • • 發佈：2019-07-26

每篇一句

要致富，先修路。要使用，先...基礎是需要壘砌的，做技術切勿空中樓閣

前言

浩浩蕩蕩的把一般程式設計師都不太關注的Bean Validation

話題講了這麼久，期間小夥伴wx我說一直還沒看到他最想看到的內容，我問最想看到啥？他說顯然是資料校驗在Spring中的使用啊。我想若不出意外，這應該是眾多小夥伴的共同心聲吧，但路漫漫其修遠兮，也得上下求索，本文將切入到最關心的Spring中來~

要想深入瞭解Spring對Bean Validation的支援，org.springframework.validation.beanvalidation這個包裡面的這幾個關鍵API必須搞明白嘍，這樣再使用起@Valid結合Spring時時才能更加的收放自如~

說明：這個包所在的jar是spring-context，屬於Spring上下文的核心功能模組

我把這個包內的類圖截圖如下，供以參考：

Spring雖然沒有直接實現Bean校驗這塊的JSR規範，但是從Spring3.0開始，Spring就提供了對Bean Validation的支援。

3.0提供了Bean級別的校驗
3.1提供了更加強大的方法級別的校驗

BeanValidationPostProcessor

它就是個普通的BeanPostProcessor。它能夠去校驗Spring容器中的Bean，從而決定允不允許它初始化完成。

比如我們有些Bean某些欄位是不允許為空的，比如資料的連結，使用者名稱密碼等等，這個時候用上它處理就非常的優雅和高階了~

若校驗不通過，在違反約束的情況下就會丟擲異常，阻止容器的正常啟動~

public class BeanValidationPostProcessor implements BeanPostProcessor, InitializingBean {
    // 這就是我們熟悉的校驗器
    // 請注意這裡是javax.validation.Validator，而不是org.springframework.validation.Validator
    @Nullable
    private Validator validator;
    // true：表示在Bean初始化之後完成校驗
    // false：表示在Bean初始化之前就校驗
    private boolean afterInitialization = false;
    ... // 省略get/set

    // 由此可見使用的是預設的校驗器（當然還是Hibernate的）
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        if (this.validator == null) {
            this.validator = Validation.buildDefaultValidatorFactory().getValidator();
        }
    }

    // 這個實現太簡單了~~~
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if (!this.afterInitialization) {
            doValidate(bean);
        }
        return bean;
    }
    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if (this.afterInitialization) {
            doValidate(bean);
        }
        return bean;
    }

    protected void doValidate(Object bean) {
        Assert.state(this.validator != null, "No Validator set");
        Object objectToValidate = AopProxyUtils.getSingletonTarget(bean);
        if (objectToValidate == null) {
            objectToValidate = bean;
        }
        Set<ConstraintViolation<Object>> result = this.validator.validate(objectToValidate);

        // 拼接錯誤訊息最終丟擲
        if (!result.isEmpty()) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder("Bean state is invalid: ");
            for (Iterator<ConstraintViolation<Object>> it = result.iterator(); it.hasNext();) {
                ConstraintViolation<Object> violation = it.next();
                sb.append(violation.getPropertyPath()).append(" - ").append(violation.getMessage());
                if (it.hasNext()) {
                    sb.append("; ");
                }
            }
            throw new BeanInitializationException(sb.toString());
        }
    }
}

這個BeanValidationPostProcessor實現的功能確實非常的簡單，無非就是對所有的Bean在初始化前/後進行校驗。
我們若是對Spring Bean想做約束的話（比如對屬性、構造器等等），使用它就非常的方便~

備註：BeanValidationPostProcessor預設可是沒有被裝配進容器的~

==org.springframework.validation.Validator==

應用程式特定物件的驗證器，這是Spring自己的抽象，注意區別於javax.validation.Validator。這個介面完全脫離了任何基礎設施或上下文，也就是說，它沒有耦合到只驗證Web層、資料訪問層或任何層中的物件。它支援應用於程式內的任何層

// 注意：它可不是Spring3後才推出的  最初就有
public interface Validator {
    // 此clazz是否可以被validate
    boolean supports(Class<?> clazz);
    // 執行校驗，錯誤訊息放在Errors 裝著
    // 可以參考ValidationUtils這個工具類，它能幫助你很多
    void validate(Object target, Errors errors);
}

它的繼承樹如下：

SmartValidator

這個子介面它擴充套件增加了校驗分組：hints。

// @since 3.1  這個出現得比較晚
public interface SmartValidator extends Validator {
    
    // 注意：這裡的Hints最終都會被轉化到JSR的分組裡去~~
    // 所以這個可變引數，傳介面Class物件即可~
    void validate(Object target, Errors errors, Object... validationHints);

    // @since 5.1  簡單的說，這個方法子類請複寫 否則不能使用
    default void validateValue(Class<?> targetType, String fieldName, @Nullable Object value, Errors errors, Object... validationHints) {
        throw new IllegalArgumentException("Cannot validate individual value for " + targetType);
    }
}

`SpringValidatorAdapter`：校驗介面卡（重要）

這個實現類Class是非常重要的，它是javax.validation.Validator到Spring的Validator的適配，通過它就可以對接到JSR的校驗器來完成校驗工作了~

在Spring5.0後，此實現類已完美支援到Bean Validation 2.0

// @since 3.0
public class SpringValidatorAdapter implements SmartValidator, javax.validation.Validator {

    // 通用的三個約束註解都需要有的屬性
    private static final Set<String> internalAnnotationAttributes = new HashSet<>(4);
    static {
        internalAnnotationAttributes.add("message");
        internalAnnotationAttributes.add("groups");
        internalAnnotationAttributes.add("payload");
    }

    // 最終都是委託給它來完成校驗的~~~
    @Nullable
    private javax.validation.Validator targetValidator;
    public SpringValidatorAdapter(javax.validation.Validator targetValidator) {
        Assert.notNull(targetValidator, "Target Validator must not be null");
        this.targetValidator = targetValidator;
    }

    // 簡單的說：預設支援校驗所有的Bean型別~~~
    @Override
    public boolean supports(Class<?> clazz) {
        return (this.targetValidator != null);
    }
    // processConstraintViolations做的事一句話解釋：
    // 把ConstraintViolations錯誤訊息，全都適配放在Errors（BindingResult）裡面儲存著
    @Override
    public void validate(Object target, Errors errors) {
        if (this.targetValidator != null) {
            processConstraintViolations(this.targetValidator.validate(target), errors);
        }
    }

    @Override
    public void validate(Object target, Errors errors, Object... validationHints) {
        if (this.targetValidator != null) {
            processConstraintViolations(this.targetValidator.validate(target,  asValidationGroups(validationHints)), errors);
        }
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Override
    public void validateValue(Class<?> targetType, String fieldName, @Nullable Object value, Errors errors, Object... validationHints) {
        if (this.targetValidator != null) {
            processConstraintViolations(this.targetValidator.validateValue(
                    (Class) targetType, fieldName, value, asValidationGroups(validationHints)), errors);
        }
    }

    // 把validationHints都轉換為group （支識別Class型別哦）
    private Class<?>[] asValidationGroups(Object... validationHints) {
        Set<Class<?>> groups = new LinkedHashSet<>(4);
        for (Object hint : validationHints) {
            if (hint instanceof Class) {
                groups.add((Class<?>) hint);
            }
        }
        return ClassUtils.toClassArray(groups);
    }

    // 關於Implementation of JSR-303 Validator interface  省略...
}

這個介面卡它把所有的Spring介面的校驗方法，最終都委託給了org.springframework.validation.Validator，這樣就可以完美的和JSR結合起來使用了，功能更加的強大~

雖然本類它是個Class實體類，但是一般來說不建議直接使用它

CustomValidatorBean

可配置（Custom）的Bean類，也同樣的實現了雙介面。它可以配置ValidatorFactory驗證器工廠、MessageInterpolator插值器等...

public class CustomValidatorBean extends SpringValidatorAdapter implements Validator, InitializingBean {

    // javax.validation.ValidatorFactory
    @Nullable
    private ValidatorFactory validatorFactory;
    @Nullable
    private MessageInterpolator messageInterpolator;
    @Nullable
    private TraversableResolver traversableResolver;
    ... // 省略所有set方法（木有get方法）

    // 預設設定~~~~初始化
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        if (this.validatorFactory == null) {
            this.validatorFactory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
        }

        // 這一句就是new ValidatorContextImpl( this )
        ValidatorContext validatorContext = this.validatorFactory.usingContext();

        // 插值器
        MessageInterpolator targetInterpolator = this.messageInterpolator;
        if (targetInterpolator == null) {
            targetInterpolator = this.validatorFactory.getMessageInterpolator();
        }
        validatorContext.messageInterpolator(new LocaleContextMessageInterpolator(targetInterpolator));
        if (this.traversableResolver != null) {
            validatorContext.traversableResolver(this.traversableResolver);
        }

        // 把已經配置好的這個Validator設定進去~
        setTargetValidator(validatorContext.getValidator());
    }
}

命名中就能可以看出，它是一個Bean，所以可以配合Spring容器一起使用。Spring內部雖然沒有直接使用到它，但我們自己有需求的話自己可以使用它（其實更多的還是使用更強的子類）~

==LocalValidatorFactoryBean==

它和CustomValidatorBean平級，都是繼承自SpringValidatorAdapter，但是它提供的能力更加的強大，比如Spring處理校驗這塊最重要的處理器MethodValidationPostProcessor就是依賴於它來給提供驗證器~

它是Spring上下文中javax.validation的中心配置類。

// @since 3.0  這個類非常的豐富  實現了介面javax.validation.ValidatorFactory
// 實現了ApplicationContextAware拿到Spring上下文...
// 但其實，它的實際工作都是委託式，自己只提供了各式各樣的配置~~~（主要是配置JSR）
public class LocalValidatorFactoryBean extends SpringValidatorAdapter implements ValidatorFactory, ApplicationContextAware, InitializingBean, DisposableBean {
    ... // 省略所有的配置屬性
    ... // 省略所有的get/set
    ... // 省略afterPropertiesSet()進行的預設配置初始化  最終呼叫setTargetValidator(this.validatorFactory.getValidator());

    // 備註：還記得上文嗎？上文的validator校驗器是從上下文拿的，這裡是從工廠拿的
    // 省略所有對ValidatorFactory介面的方法實現~
}

這個類是非常重要的，雖然它也不被Spring直接使用，但是它是基石。

備註：雖然命名字尾是FactoryBean，但它並不是org.springframework.beans.factory.FactoryBean這個介面的子類。
其實這是斷句問題，正確斷句方式是：Local ValidatorFactory Bean~

OptionalValidatorFactoryBean

@since 4.0.1提供的，它做的唯一一件事：讓org.springframework.validation.Validator成為可選（即使沒有初始化成功，也不會報錯，相當於把異常吃了嘛~）

// @since 4.0.1
public class OptionalValidatorFactoryBean extends LocalValidatorFactoryBean {

    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        try {
            super.afterPropertiesSet();
        } catch (ValidationException ex) {
            LogFactory.getLog(getClass()).debug("Failed to set up a Bean Validation provider", ex);
        }
    }

}

綜上，若你想使用org.springframework.validation.SmartValidator來完成對Bean的校驗，那就手動定義一個這樣的Bean，然後自行呼叫API校驗完成校驗~
若你想這一切能面向註解程式設計，自動完成校驗，那就聽下文分解吧（也是最為關心，最為重要的內容）~

SpringConstraintValidatorFactory

ConstraintValidatorFactory整個API前問有講過，本類就是Spring對它的擴充套件，從而和Spring容器整合了~

public class SpringConstraintValidatorFactory implements ConstraintValidatorFactory {

    private final AutowireCapableBeanFactory beanFactory;
    public SpringConstraintValidatorFactory(AutowireCapableBeanFactory beanFactory) {
        Assert.notNull(beanFactory, "BeanFactory must not be null");
        this.beanFactory = beanFactory;
    }

    // 注意：此處是直接呼叫了create方法，放進容器
    @Override
    public <T extends ConstraintValidator<?, ?>> T getInstance(Class<T> key) {
        return this.beanFactory.createBean(key);
    }
    // Bean Validation 1.1 releaseInstance method
    public void releaseInstance(ConstraintValidator<?, ?> instance) {
        this.beanFactory.destroyBean(instance);
    }

}

`MessageSourceResourceBundleLocator`

這個類也非常有意思，它擴充套件了Hibernate包的ResourceBundleLocator國際化，而使用
Spring自己的國際化資源：org.springframework.context.MessageSource

說明：ResourceBundleLocator是它Hibernate的一個SPI，Hibernate內部自己對它可是也有實現的哦~（Bean Validation內部大量的用到了SPI技術，有興趣的可以瞭解）

public class MessageSourceResourceBundleLocator implements ResourceBundleLocator {

    private final MessageSource messageSource;
    public MessageSourceResourceBundleLocator(MessageSource messageSource) {
        Assert.notNull(messageSource, "MessageSource must not be null");
        this.messageSource = messageSource;
    }

    @Override
    public ResourceBundle getResourceBundle(Locale locale) {
        return new MessageSourceResourceBundle(this.messageSource, locale);
    }

}

關於MessageSourceResourceBundle它，就相對比較熟悉點了，它不是校驗專用的，是Spring整體上用來處理國際化資源：MessageSource，java.util.ResourceBundl的幫助類~

//@since 27.02.2003 java.util.ResourceBundle  它是JDK提供來讀取國際化的屬性配置檔案的  是個抽象類
public class MessageSourceResourceBundle extends ResourceBundle {
    private final MessageSource messageSource;
    private final Locale locale;

    public MessageSourceResourceBundle(MessageSource source, Locale locale) {
        Assert.notNull(source, "MessageSource must not be null");
        this.messageSource = source;
        this.locale = locale;
    }
    public MessageSourceResourceBundle(MessageSource source, Locale locale, ResourceBundle parent) {
        this(source, locale);
        setParent(parent);
    }

    @Override
    @Nullable
    protected Object handleGetObject(String key) {
        try {
            return this.messageSource.getMessage(key, null, this.locale);
        } catch (NoSuchMessageException ex) {
            return null;
        }
    }

    // @since 1.6
    @Override
    public boolean containsKey(String key) {
        try {
            this.messageSource.getMessage(key, null, this.locale);
            return true;
        }
        catch (NoSuchMessageException ex) {
            return false;
        }
    }
    @Override
    public Enumeration<String> getKeys() {
        throw new UnsupportedOperationException("MessageSourceResourceBundle does not support enumerating its keys");
    }
    @Override
    public Locale getLocale() {
        return this.locale;
    }
}

Spring環境下不僅可以使用Hibernate的國際化檔案，也可以藉助MessageSourceResourceBundleLocator搞自己的。

LocaleContextMessageInterpolator

它是個javax.validation.MessageInterpolator插值器，Spring把它和自己的LocaleContext結合起來了~

// @since 3.0
// org.springframework.context.i18n.LocaleContextHolder#getLocale()
public class LocaleContextMessageInterpolator implements MessageInterpolator {

    private final MessageInterpolator targetInterpolator;
    public LocaleContextMessageInterpolator(MessageInterpolator targetInterpolator) {
        Assert.notNull(targetInterpolator, "Target MessageInterpolator must not be null");
        this.targetInterpolator = targetInterpolator;
    }

    @Override
    public String interpolate(String message, Context context) {
        return this.targetInterpolator.interpolate(message, context, LocaleContextHolder.getLocale());
    }
    @Override
    public String interpolate(String message, Context context, Locale locale) {
        return this.targetInterpolator.interpolate(message, context, locale);
    }

}

Demo Show

想來想去，還是給個Demo非常簡單的操作一把吧，此處我以CustomValidatorBean為例對Bean進行校驗：

@Getter
@Setter
@ToString
public class Person {


    // 錯誤訊息message是可以自定義的
    @NotNull(message = "{message} -> 名字不能為null", groups = Simple.class)
    public String name;
    @Max(value = 10, groups = Simple.class)
    @Positive(groups = Default.class) // 內建的分組：default
    public Integer age;

    @NotNull(groups = Complex.class)
    @NotEmpty(groups = Complex.class)
    private List<@Email String> emails;
    @Future(groups = Complex.class)
    private Date start;

    // 定義兩個組 Simple組和Complex組
    public interface Simple {
    }

    public interface Complex {

    }
}

想容器放入一個校驗器：

@Configuration
public class RootConfig {

    @Bean
    public CustomValidatorBean customValidatorBean() {
        return new CustomValidatorBean();
    }

}

使用此校驗器校驗Person物件（本文為了簡單就直接new了哈，當然你也可以是容器內的Bean物件）

@Slf4j
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = {RootConfig.class})
public class TestSpringBean {

    @Autowired
    private SmartValidator smartValidator;

    @Test
    public void test1() {
        Person person = new Person();
        person.setAge(-1);
        person.setStart(new Date());

        Errors errors = new DirectFieldBindingResult(person, "person");
        ValidationUtils.invokeValidator(smartValidator, person, errors, Person.Complex.class);
        System.out.println(errors);

    }

}

列印輸出：

org.springframework.validation.DirectFieldBindingResult: 3 errors
Field error in object 'person' on field 'emails': rejected value [null]; codes [NotEmpty.person.emails,NotEmpty.emails,NotEmpty.java.util.List,NotEmpty]; arguments [org.springframework.context.support.DefaultMessageSourceResolvable: codes [person.emails,emails]; arguments []; default message [emails]]; default message [不能為空]
Field error in object 'person' on field 'start': rejected value [Fri Jul 26 11:12:21 CST 2019]; codes [Future.person.start,Future.start,Future.java.util.Date,Future]; arguments [org.springframework.context.support.DefaultMessageSourceResolvable: codes [person.start,start]; arguments []; default message [start]]; default message [需要是一個將來的時間]
Field error in object 'person' on field 'emails': rejected value [null]; codes [NotNull.person.emails,NotNull.emails,NotNull.java.util.List,NotNull]; arguments [org.springframework.context.support.DefaultMessageSourceResolvable: codes [person.emails,emails]; arguments []; default message [emails]]; default message [不能為null]

符合預期。

說明：因為前面說了Bean Validation內的校驗類大都是執行緒安全的，包括校驗器javax.validation.Validator也是執行緒安全的~

總結

從這篇文章開始，關於Bean Validation這塊就切入進Spring的應用裡了。本文主要描述的是一些支援類，我們瞭解了它可以通過手動完成對Spring Bean的校驗，但是在實際應用中顯然不會這麼去做，畢竟一切都需要崇尚自動化嘛~

==下一篇，也就是整個Bean Validation的主菜，也就是真正在企業級·Spring·應用中使用的校驗方式分析，也就是大家熟悉的@Valid,@Validated以及級聯屬性的校驗問題，歡迎點贊關注~==

知識交流

若文章格式混亂，可點選：原文連結-原文連結-原文連結-原文連結-原文連結

==The last：如果覺得本文對你有幫助，不妨點個讚唄。當然分享到你的朋友圈讓更多小夥伴看到也是被作者本人許可的~==

若對技術內容感興趣可以加入wx群交流：Java高工、架構師3群。
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