6. 自定義容器型別元素驗證,類級別驗證(多欄位聯合驗證)

YourBatman發表於2020-11-20

今天搬磚不狠,明天地位不穩。本文已被 https://www.yourbatman.cn 收錄,裡面一併有Spring技術棧、MyBatis、JVM、中介軟體等小而美的專欄供以免費學習。關注公眾號【BAT的烏托邦】逐個擊破,深入掌握,拒絕淺嘗輒止。

✍前言

你好,我是YourBatman。

本文是上篇文章的續篇,個人建議可先花3分鐘移步上篇文章瀏覽一下:5. Bean Validation宣告式驗證四大級別:欄位、屬性、容器元素、類

很多人說Bean Validation只能驗證單屬性(單欄位),但我卻說它能完成99.99%的Bean驗證,不信你可繼續閱讀本文,能否解你疑惑。

版本約定

  • Bean Validation版本:2.0.2
  • Hibernate Validator版本:6.1.5.Final

✍正文

本文接上文敘述,繼續介紹Bean Validation宣告式驗證四大級別中的:容器元素驗證(自定義容器型別)以及類級別驗證(也叫多欄位聯合驗證)。

據我瞭解,很多小夥伴對這部分內容並不熟悉,遇到類似場景往往被迫只能是一半BV驗證 + 一半事務指令碼驗證的方式,顯得洋不洋俗不俗。 本文將給出具體案例場景,然後統一使用BV來解決資料驗證問題,希望可以幫助到你,給予參考之作用。

自定義容器型別元素驗證

通過上文我們已經知道了Bean Validation是可以對形如List、Set、Map這樣的容器型別裡面的元素進行驗證的,內建支援的容器雖然能cover大部分的使用場景,但不免有的場景依舊不能覆蓋,而且這個可能還非常常用。

譬如我們都不陌生的方法返回值容器Result<T>,結構形如這樣(最簡形式,僅供參考):

@Data
public final class Result<T> implements Serializable {

    private boolean success = true;
    private T data = null;
    
    private String errCode;
    private String errMsg;
}

Controller層用它包裝(裝載)資料data,形如這樣:

@GetMapping("/room")
Result<Room> room() { ... }

public class Room {
    @NotNull
    public String name;
    @AssertTrue
    public boolean finished;
}

這個時候希望對Result<Room>裡面的Room進行合法性驗證:藉助BV進行宣告式驗證而非硬編碼。希望這麼寫就可以了:Result<@Notnull @Valid LoggedAccountResp>。顯然,預設情況下即使這樣宣告瞭約束註解也是無效的,畢竟Bean Validation根本就“不認識”Result這個“容器”,更別提驗證其元素了。

好在Bean Validation對此提供了擴充套件點。下面我將一步一步的來對此提供實現,讓驗證優雅再次起來。

  • 自定義一個可以從Result<T>裡提取出T值的ValueExtractor值提取器

Bean Validation允許我們對自定義容器元素型別進行支援。通過前面這篇文章:4. Validator校驗器的五大核心元件,一個都不能少 知道要想支援自定義的容器型別,需要註冊一個自定義的ValueExtractor用於值的提取。

/**
 * 在此處新增備註資訊
 *
 * @author yourbatman
 * @site https://www.yourbatman.cn
 * @date 2020/10/25 10:01
 * @see Result
 */
public class ResultValueExtractor implements ValueExtractor<Result<@ExtractedValue ?>> {
    
    @Override
    public void extractValues(Result<?> originalValue, ValueReceiver receiver) {
        receiver.value(null, originalValue.getData());
    }
}
  • 將此自定義的值提取器註冊進驗證器Validator裡,並提供測試程式碼:

把Result作為一個Filed欄位裝進Java Bean裡:

public class ResultDemo {
    public Result<@Valid Room> roomResult;
}

測試程式碼:

public static void main(String[] args) {
    Room room = new Room();
    room.name = "YourBatman";
    Result<Room> result = new Result<>();
    result.setData(room);

    // 把Result作為屬性放進去
    ResultDemo resultDemo = new ResultDemo();
    resultDemo.roomResult = result;

    // 註冊自定義的值提取器
    Validator validator = ValidatorUtil.obtainValidatorFactory()
            .usingContext()
            .addValueExtractor(new ResultValueExtractor())
            .getValidator();
    ValidatorUtil.printViolations(validator.validate(resultDemo));
}

執行測試程式,輸出:

roomResult.finished只能為true,但你的值是: false

完美的實現了對Result“容器”裡的元素進行了驗證。

小貼士:本例是把Result作為Java Bean的屬性進行試驗的。實際上大多數情況下是把它作為方法返回值進行校驗。方式類似,有興趣的同學可自行舉一反三哈

在此弱弱補一句,若在Spring Boot場景下你想像這樣對Result<T>提供支援,那麼你需要自行提供一個驗證器來覆蓋掉自動裝配進去的,可參考ValidationAutoConfiguration

類級別驗證(多欄位聯合驗證)

約束也可以放在類級別上(也就說註解標註在類上)。在這種情況下,驗證的主體不是單個屬性,而是整個物件。如果驗證依賴於物件的幾個屬性之間的相關性,那麼類級別約束就能搞定這一切。

這個需求場景在平時開發中也非常常見,比如此處我舉個場景案例:Room表示一個教室,maxStuNum表示該教室允許的最大學生數,studentNames表示教室裡面的學生們。很明顯這裡存在這麼樣一個規則:學生總數不能大於教室允許的最大值,即studentNames.size() <= maxStuNum。如果用事務指令碼來實現這個驗證規則,那麼你的程式碼裡肯定穿插著類似這樣的程式碼:

if (room.getStudentNames().size() > room.getMaxStuNum()) {
    throw new RuntimeException("...");
}

雖然這麼做也能達到校驗的效果,但很明顯這不夠優雅。期望這種case依舊能借助Bean Validation來優雅實現,下面我來走一把。

相較於前面但欄位/屬性驗證的使用case,這個需要驗證的是整個物件(多個欄位)。下面呀,我給出兩種實現方式,供以參考。

方式一:基於內建的@ScriptAssert實現

雖說Bean Validation沒有內建任何類級別的註解,但Hibernate-Validator卻對此提供了增強,彌補了其不足。@ScriptAssert就是HV內建的一個非常強大的、可以用於類級別驗證註解,它可以很容易的處理這種case:

@ScriptAssert(lang = "javascript", alias = "_", script = "_.maxStuNum >= _.studentNames.length")
@Data
public class Room {
    @Positive
    private int maxStuNum;
    @NotNull
    private List<String> studentNames;
}

@ScriptAssert支援寫指令碼來完成驗證邏輯,這裡使用的是javascript(預設情況下的唯一選擇,也是預設選擇)

測試用例:

public static void main(String[] args) {
    Room room = new Room();
    ValidatorUtil.printViolations(ValidatorUtil.obtainValidator().validate(room));
}

執行程式,拋錯:

Caused by: <eval>:1 TypeError: Cannot get property "length" of null
	at jdk.nashorn.internal.runtime.ECMAErrors.error(ECMAErrors.java:57)
	at jdk.nashorn.internal.runtime.ECMAErrors.typeError(ECMAErrors.java:213)
	...

這個報錯意思是_.studentNames值為null,也就是room.studentNames欄位的值為null。

what?它頭上不明明標了@NotNull註解嗎,怎麼可能為null呢?這其實涉及到前面所講到的一個小知識點,這裡提一嘴:所有的約束註解都會執行,不存在短路效果(除非校驗程式拋異常),只要你敢標,我就敢執行,所以這裡為嘛報錯你懂了吧。

小貼士:@ScriptAssert對null值並不免疫,不管咋樣它都會執行的,因此書寫指令碼時注意判空哦

當然嘍,多個約束之間的執行也是可以排序(有序的),這就涉及到多個約束的執行順序(序列)問題,本文暫且繞過。例子種先給填上一個值,後續再專文詳解多個約束註解執行序列問題和案例剖析。

修改測試指令碼(增加一個學生,讓其不為null):

public static void main(String[] args) {
    Room room = new Room();
    room.setStudentNames(Collections.singletonList("YourBatman"));

    ValidatorUtil.printViolations(ValidatorUtil.obtainValidator().validate(room));
}

再次執行,輸出:

執行指令碼表示式"_.maxStuNum >= _.studentNames.length"沒有返回期望結果,但你的值是: Room(maxStuNum=0, studentNames=[YourBatman])
maxStuNum必須是正數,但你的值是: 0

驗證結果符合預期:0(maxStuNum) < 1(studentNames.length)。

小貼士:若測試指令碼中增加一句room.setMaxStuNum(1);,那麼請問結果又如何呢?

方式二:自定義註解方式實現

雖說BV自定義註解前文還暫沒提到,但這並不難,因此這裡先混個臉熟,也可在閱讀到後面文章後再殺個回馬槍回來。

  • 自定義一個約束註解,並且提供約束邏輯的實現
@Target({TYPE, ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RUNTIME)
@Constraint(validatedBy = {ValidStudentCountConstraintValidator.class})
public @interface ValidStudentCount {
    String message() default "學生人數超過最大限額";
    Class<?>[] groups() default {};
    Class<? extends Payload>[] payload() default {};
}
public class ValidStudentCountConstraintValidator implements ConstraintValidator<ValidStudentCount, Room> {

    @Override
    public void initialize(ValidStudentCount constraintAnnotation) {
    }

    @Override
    public boolean isValid(Room room, ConstraintValidatorContext context) {
        if (room == null) {
            return true;
        }
        boolean isValid = false;
        if (room.getStudentNames().size() <= room.getMaxStuNum()) {
            isValid = true;
        }

        // 自定義提示語(當然你也可以不自定義,那就使用註解裡的message欄位的值)
        if (!isValid) {
            context.disableDefaultConstraintViolation();
            context.buildConstraintViolationWithTemplate("校驗失敗xxx")
                    .addPropertyNode("studentNames")
                    .addConstraintViolation();
        }
        return isValid;
    }
}
  • 書寫測試指令碼
public static void main(String[] args) {
    Room room = new Room();
    room.setStudentNames(Collections.singletonList("YourBatman"));

    ValidatorUtil.printViolations(ValidatorUtil.obtainValidator().validate(room));
}

執行程式,輸出:

maxStuNum必須是正數,但你的值是: 0
studentNames校驗失敗xxx,但你的值是: Room(maxStuNum=0, studentNames=[YourBatman])

完美,完全符合預期。

這兩種方式都可以實現類級別的驗證,它倆可以說各有優劣,主要體現在如下方面:

  • @ScriptAssert是內建就提供的,因此使用起來非常的方便和通用。但缺點也是因為過於通用,因此語義上不夠明顯,需要閱讀指令碼才知。推薦少量(非重複使用)、邏輯較為簡單時使用
  • 自定義註解方式。缺點當然是“開箱使用”起來稍顯麻煩,但它的優點就是語義明確,靈活且不易出錯,即使是複雜的驗證邏輯也能輕鬆搞定

總之,若你的驗證邏輯只用一次(只一個地方使用)且簡單(比如只是簡單判斷而已),推薦使用@ScriptAssert更為輕巧。否則,你懂的~

✍總結

如果說能熟練使用Bean Validation進行欄位、屬性、容器元素級別的驗證是及格60分的話,那麼能夠使用BV解決本文中幾個場景問題的話就應該達到優秀級80分了。

本文舉例的兩個場景:Result<T>和多欄位聯合驗證均屬於平時開發中比較常見的場景,如果能讓Bean Validation介入幫解決此類問題,相信對提效是很有幫助的,說不定你還能成為團隊中最靚的仔呢。

✔推薦閱讀:

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