SpringBoot 如何進行引數校驗,老鳥們都這麼玩的!

飄渺Jam發表於2021-08-12

大家好,我是飄渺。

前幾天寫了一篇《SpringBoot如何統一後端返回格式?老鳥們都是這樣玩的!》閱讀效果還不錯,而且被很多號主都轉載過,今天我們繼續第二篇,來聊聊在SprinBoot中如何整合引數校驗Validator,以及引數校驗的高階技巧(自定義校驗,分組校驗)。

此文是依賴於前文的程式碼基礎,已經在專案中加入了全域性異常校驗器。(程式碼倉庫在文末)

首先我們來看看什麼是Validator引數校驗器,為什麼需要引數校驗?

為什麼需要引數校驗

在日常的介面開發中,為了防止非法引數對業務造成影響,經常需要對介面的引數做校驗,例如登入的時候需要校驗使用者名稱密碼是否為空,建立使用者的時候需要校驗郵件、手機號碼格式是否準確。靠程式碼對介面引數一個個校驗的話就太繁瑣了,程式碼可讀性極差。

Validator框架就是為了解決開發人員在開發的時候少寫程式碼,提升開發效率;Validator專門用來進行介面引數校驗,例如常見的必填校驗,email格式校驗,使用者名稱必須位於6到12之間 等等...

Validator校驗框架遵循了JSR-303驗證規範(引數校驗規範), JSR是 Java Specification Requests的縮寫。

接下來我們看看在SpringbBoot中如何整合引數校驗框架。

SpringBoot中整合引數校驗

第一步,引入依賴

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

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
</dependency>
注: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validation和web,而 springboot-2.3之前的版本只需要引入 web 依賴就可以了。

第二步,定義要引數校驗的實體類

@Data
public class ValidVO {
    private String id;

    @Length(min = 6,max = 12,message = "appId長度必須位於6到12之間")
    private String appId;

    @NotBlank(message = "名字為必填項")
    private String name;

    @Email(message = "請填寫正確的郵箱地址")
    private String email;

    private String sex;

    @NotEmpty(message = "級別不能為空")
    private String level;
}

在實際開發中對於需要校驗的欄位都需要設定對應的業務提示,即message屬性。

常見的約束註解如下:

註解功能
@AssertFalse可以為null,如果不為null的話必須為false
@AssertTrue可以為null,如果不為null的話必須為true
@DecimalMax設定不能超過最大值
@DecimalMin設定不能超過最小值
@Digits設定必須是數字且數字整數的位數和小數的位數必須在指定範圍內
@Future日期必須在當前日期的未來
@Past日期必須在當前日期的過去
@Max最大不得超過此最大值
@Min最大不得小於此最小值
@NotNull不能為null,可以是空
@Null必須為null
@Pattern必須滿足指定的正規表示式
@Size集合、陣列、map等的size()值必須在指定範圍內
@Email必須是email格式
@Length長度必須在指定範圍內
@NotBlank字串不能為null,字串trim()後也不能等於“”
@NotEmpty不能為null,集合、陣列、map等size()不能為0;字串trim()後可以等於“”
@Range值必須在指定範圍內
@URL必須是一個URL

注:此表格只是簡單的對註解功能的說明,並沒有對每一個註解的屬性進行說明;可詳見原始碼。

第三步,定義校驗類進行測試

@RestController
@Slf4j
@Validated
public class ValidController {

    @ApiOperation("RequestBody校驗")
    @PostMapping("/valid/test1")   
    public String test1(@Validated @RequestBody ValidVO validVO){
        log.info("validEntity is {}", validVO);
        return "test1 valid success";
    }

    @ApiOperation("Form校驗")
    @PostMapping(value = "/valid/test2")
    public String test2(@Validated ValidVO validVO){
        log.info("validEntity is {}", validVO);
        return "test2 valid success";
    }
  
      @ApiOperation("單引數校驗")
    @PostMapping(value = "/valid/test3")
    public String test3(@Email String email){
        log.info("email is {}", email);
        return "email valid success";
    }
}

這裡我們先定義三個方法test1,test2,test3,test1使用了 @RequestBody註解,用於接受前端傳送的json資料,test2模擬表單提交,test3模擬單引數提交。注意,當使用單引數校驗時需要在Controller上加上@Validated註解,否則不生效

第四步,體驗效果

  1. 呼叫test1方法,提示的是org.springframework.web.bind.MethodArgumentNotValidException異常
POST http://localhost:8080/valid/test1
Content-Type: application/json

{
  "id": 1,
  "level": "12",
  "email": "47693899",
  "appId": "ab1c"
}
{
  "status": 500,
  "message": "Validation failed for argument [0] in public java.lang.String com.jianzh5.blog.valid.ValidController.test1(com.jianzh5.blog.valid.ValidVO) with 3 errors: [Field error in object 'validVO' on field 'email': rejected value [47693899]; codes [Email.validVO.email,Email.email,Email.java.lang.String,Email]; arguments [org.springframework.context.support.DefaultMessageSourceResolvable: codes [validVO.email,email]; arguments []; default message [email],[Ljavax.validation.constraints.Pattern$Flag;@26139123,.*]; default message [不是一個合法的電子郵件地址]]...",
  "data": null,
  "timestamp": 1628239624332
}
  1. 呼叫test2方法,提示的是org.springframework.validation.BindException異常
POST http://localhost:8080/valid/test2
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

id=1&level=12&email=476938977&appId=ab1c
{
  "status": 500,
  "message": "org.springframework.validation.BeanPropertyBindingResult: 3 errors\nField error in object 'validVO' on field 'name': rejected value [null]; codes [NotBlank.validVO.name,NotBlank.name,NotBlank.java.lang.String,NotBlank]; arguments [org.springframework.context.support.DefaultMessageSourceResolvable: codes [validVO.name,name]; arguments []; default message [name]]; default message [名字為必填項]...",
  "data": null,
  "timestamp": 1628239301951
}
  1. 呼叫test3方法,提示的是javax.validation.ConstraintViolationException異常
POST http://localhost:8080/valid/test3
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

email=476938977
{
  "status": 500,
  "message": "test3.email: 不是一個合法的電子郵件地址",
  "data": null,
  "timestamp": 1628239281022
}

通過加入 Validator校驗框架可以幫助我們自動實現引數的校驗。

引數異常加入全域性異常處理器

雖然我們之前定義了全域性異常攔截器,也看到了攔截器確實生效了,但是 Validator校驗框架返回的錯誤提示太臃腫了,不便於閱讀,為了方便前端提示,我們需要將其簡化一下。

直接修改之前定義的 RestExceptionHandler,單獨攔截引數校驗的三個異常:javax.validation.ConstraintViolationExceptionorg.springframework.validation.BindExceptionorg.springframework.web.bind.MethodArgumentNotValidException,程式碼如下:

@ExceptionHandler(value = {BindException.class, ValidationException.class, MethodArgumentNotValidException.class})
public ResponseEntity<ResultData<String>> handleValidatedException(Exception e) {
  ResultData<String> resp = null;

  if (e instanceof MethodArgumentNotValidException) {
    // BeanValidation exception
    MethodArgumentNotValidException ex = (MethodArgumentNotValidException) e;
    resp = ResultData.fail(HttpStatus.BAD_REQUEST.value(),
                           ex.getBindingResult().getAllErrors().stream()
                           .map(ObjectError::getDefaultMessage)
                           .collect(Collectors.joining("; "))
                          );
  } else if (e instanceof ConstraintViolationException) {
    // BeanValidation GET simple param
    ConstraintViolationException ex = (ConstraintViolationException) e;
    resp = ResultData.fail(HttpStatus.BAD_REQUEST.value(),
                           ex.getConstraintViolations().stream()
                           .map(ConstraintViolation::getMessage)
                           .collect(Collectors.joining("; "))
                          );
  } else if (e instanceof BindException) {
    // BeanValidation GET object param
    BindException ex = (BindException) e;
    resp = ResultData.fail(HttpStatus.BAD_REQUEST.value(),
                           ex.getAllErrors().stream()
                           .map(ObjectError::getDefaultMessage)
                           .collect(Collectors.joining("; "))
                          );
  }

  return new ResponseEntity<>(resp,HttpStatus.BAD_REQUEST);
}

體驗效果

POST http://localhost:8080/valid/test1
Content-Type: application/json

{
  "id": 1,
  "level": "12",
  "email": "47693899",
  "appId": "ab1c"
}
{
  "status": 400,
  "message": "名字為必填項; 不是一個合法的電子郵件地址; appId長度必須位於6到12之間",
  "data": null,
  "timestamp": 1628435116680
}

是不是感覺清爽多了?

自定義引數校驗

雖然Spring Validation 提供的註解基本上夠用,但是面對複雜的定義,我們還是需要自己定義相關注解來實現自動校驗。

比如上面實體類中的sex性別屬性,只允許前端傳遞傳 M,F 這2個列舉值,如何實現呢?

第一步,建立自定義註解

@Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER, TYPE_USE})
@Retention(RUNTIME)
@Repeatable(EnumString.List.class)
@Documented
@Constraint(validatedBy = EnumStringValidator.class)//標明由哪個類執行校驗邏輯
public @interface EnumString {
    String message() default "value not in enum values.";

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

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

    /**
     * @return date must in this value array
     */
    String[] value();

    /**
     * Defines several {@link EnumString} annotations on the same element.
     *
     * @see EnumString
     */
    @Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER, TYPE_USE})
    @Retention(RUNTIME)
    @Documented
    @interface List {

        EnumString[] value();
    }
}

第二步,自定義校驗邏輯

public class EnumStringValidator implements ConstraintValidator<EnumString, String> {
    private List<String> enumStringList;

    @Override
    public void initialize(EnumString constraintAnnotation) {
        enumStringList = Arrays.asList(constraintAnnotation.value());
    }

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

第三步,在欄位上增加註解

@ApiModelProperty(value = "性別")
@EnumString(value = {"F","M"}, message="性別只允許為F或M")
private String sex;

第四步,體驗效果

POST http://localhost:8080/valid/test2
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

id=1&name=javadaily&level=12&email=476938977@qq.com&appId=ab1cdddd&sex=N
{
  "status": 400,
  "message": "性別只允許為F或M",
  "data": null,
  "timestamp": 1628435243723
}

分組校驗

一個VO物件在新增的時候某些欄位為必填,在更新的時候又非必填。如上面的 ValidVO中 id 和 appId 屬性在新增操作時都是非必填,而在編輯操作時都為必填,name在新增操作時為必填,面對這種場景你會怎麼處理呢?

在實際開發中我見到很多同學都是建立兩個VO物件,ValidCreateVOValidEditVO來處理這種場景,這樣確實也能實現效果,但是會造成類膨脹,而且極其容易被開發老鳥們嘲笑。

image.png

其實 Validator校驗框架已經考慮到了這種場景並且提供瞭解決方案,就是分組校驗,只不過很多同學不知道而已。要使用分組校驗,只需要三個步驟:

第一步:定義分組介面

public interface ValidGroup extends Default {
  
    interface Crud extends ValidGroup{
        interface Create extends Crud{

        }

        interface Update extends Crud{

        }

        interface Query extends Crud{

        }

        interface Delete extends Crud{

        }
    }
}

這裡我們定義一個分組介面ValidGroup讓其繼承 javax.validation.groups.Default,再在分組介面中定義出多個不同的操作型別,Create,Update,Query,Delete。至於為什麼需要繼承Default我們稍後再說。

第二步,在模型中給引數分配分組

@Data
@ApiModel(value = "引數校驗類")
public class ValidVO {
    @ApiModelProperty("ID")
    @Null(groups = ValidGroup.Crud.Create.class)
    @NotNull(groups = ValidGroup.Crud.Update.class, message = "應用ID不能為空")
    private String id;

    @Null(groups = ValidGroup.Crud.Create.class)
    @NotNull(groups = ValidGroup.Crud.Update.class, message = "應用ID不能為空")
    @ApiModelProperty(value = "應用ID",example = "cloud")
    private String appId;

    @ApiModelProperty(value = "名字")
    @NotBlank(groups = ValidGroup.Crud.Create.class,message = "名字為必填項")
    private String name;
  
      @ApiModelProperty(value = "郵箱")
    @Email(message = "請填寫正取的郵箱地址")
    privte String email;

       ...

}

給引數指定分組,對於未指定分組的則使用的是預設分組。

第三步,給需要引數校驗的方法指定分組

@RestController
@Api("引數校驗")
@Slf4j
@Validated
public class ValidController {

    @ApiOperation("新增")
    @PostMapping(value = "/valid/add")
    public String add(@Validated(value = ValidGroup.Crud.Create.class) ValidVO validVO){
        log.info("validEntity is {}", validVO);
        return "test3 valid success";
    }


    @ApiOperation("更新")
    @PostMapping(value = "/valid/update")
    public String update(@Validated(value = ValidGroup.Crud.Update.class) ValidVO validVO){
        log.info("validEntity is {}", validVO);
        return "test4 valid success";
    }
}

這裡我們通過 value屬性給 add()update()方法分別指定Create和Update分組。

第四步,體驗效果

POST http://localhost:8080/valid/add
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

name=javadaily&level=12&email=476938977@qq.com&sex=F

在Create時我們沒有傳遞id和appId引數,校驗通過。

當我們使用同樣的引數呼叫update方法時則提示引數校驗錯誤。

{
  "status": 400,
  "message": "ID不能為空; 應用ID不能為空",
  "data": null,
  "timestamp": 1628492514313
}

由於email屬於預設分組,而我們的分組介面 ValidGroup已經繼承了 Default分組,所以也是可以對email欄位作引數校驗的。如:

POST http://localhost:8080/valid/add
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

name=javadaily&level=12&email=476938977&sex=F
{
  "status": 400,
  "message": "請填寫正取的郵箱地址",
  "data": null,
  "timestamp": 1628492637305
}

當然如果你的ValidGroup沒有繼承Default分組,那在程式碼屬性上就需要加上 @Validated(value = {ValidGroup.Crud.Create.class, Default.class}才能讓 email欄位的校驗生效。

小結

引數校驗在實際開發中使用頻率非常高,但是很多同學還只是停留在簡單的使用上,像分組校驗,自定義引數校驗這2個高階技巧基本沒怎麼用過,經常出現譬如建立多個VO用於接受Create,Update場景的情況,很容易被老鳥被所鄙視嘲笑,希望大家好好掌握。

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