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SpringBoot 优雅的参数效验!

SpringBoot 优雅的参数效验!

作者: jeffrey_hjf | 来源:发表于2021-08-17 23:56 被阅读0次

    引言

    不知道大家平时的业务开发过程中 controller 层的参数校验都是怎么写的?是否也存在下面这样的直接判断?

    public String add(UserVO userVO) {
       if(userVO.getAge() == null){
           return "年龄不能为空";
       }
       if(userVO.getAge() > 120){
           return "年龄不能超过120";
       }
       if(userVO.getName().isEmpty()){
           return "用户名不能为空";
       }
       // 省略一堆参数校验...
       return "OK";
    }
    

    业务代码还没开始写呢,光参数校验就写了一堆判断。这样写虽然没什么错,但是给人的感觉就是:不优雅,不专业。

    其实Spring框架已经给我们封装了一套校验组件:validation。其特点是简单易用,自由度高。接下来课代表使用springboot-2.3.1.RELEASE搭建一个简单的 Web 工程,给大家一步一步讲解在开发过程中如何优雅地做参数校验。

    1. 环境搭建

    springboot-2.3开始,校验包被独立成了一个starter组件,所以需要引入如下依赖:

    <!--校验组件-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
    </dependency>
    <!--web组件-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    

    springboot-2.3之前的版本只需要引入 web 依赖就可以了。

    2.小试牛刀

    参数校验非常简单,首先在待校验字段上增加校验规则注解

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

    然后在controller方法中添加@Validated和用于接收错误信息的BindingResult就可以了,于是有了第一版:

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

    通过工具(postman)去请求接口,如果参数不符合规则,会将相应的 message信息返回:

    age 不能为空
    

    内置的校验注解有很多,罗列如下:

    注解 校验功能
    @AssertFalse 必须是false
    @AssertTrue 必须是true
    @DecimalMax 小于等于给定的值
    @DecimalMin 大于等于给定的值
    @Digits 可设定最大整数位数和最大小数位数
    @Email 校验是否符合Email格式
    @Future 必须是将来的时间
    @FutureOrPresent 当前或将来时间
    @Max 最大值
    @Min 最小值
    @Negative 负数(不包括0)
    @NegativeOrZero 负数或0
    @NotBlank 不为null并且包含至少一个非空白字符
    @NotEmpty 不为null并且不为空
    @NotNull 不为null
    @Null 为null
    @Past 必须是过去的时间
    @PastOrPresent 必须是过去的时间,包含现在
    @PositiveOrZero 正数或0
    @Size 校验容器的元素个数

    3. 规范返回值

    待校验参数多了之后我们希望一次返回所有校验失败信息,方便接口调用方进行调整,这就需要统一返回格式,常见的就是封装一个结果类。

    <pre data-tool="mdnice编辑器" style="margin: 10px 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; border-top-left-radius: 5px; border-top-right-radius: 5px; border-bottom-right-radius: 5px; border-bottom-left-radius: 5px; box-shadow: rgba(0, 0, 0, 0.55) 0px 2px 10px;">public class ResultInfo<T>{ private Integer status; private String message; private T response; // 省略其他代码... } </pre>

    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,"请求参数错误",collect);
    }
    

    请求该方法时,所有的错误参数就都返回了:

    {
        "status": 400,
        "message": "请求参数错误",
        "response": [
            "年龄必须在[1,120]之间",
            "bg 字段的整数位最多为3位,小数位最多为1位",
            "name 不能为空",
            "email 格式错误"
        ]
    }
    

    4. 全局异常处理

    每个Controller方法中如果都写一遍BindingResult信息的处理,使用起来还是很繁琐。可以通过全局异常处理的方式统一处理校验异常。

    当我们写了@validated注解,不写BindingResult的时候,Spring 就会抛出异常。由此,可以写一个全局异常处理类来统一处理这种校验异常,从而免去重复组织异常信息的代码。

    全局异常处理类只需要在类上标注@RestControllerAdvice,并在处理相应异常的方法上使用@ExceptionHandler注解,写明处理哪个异常即可。

    @RestControllerAdvice
    public class GlobalControllerAdvice {
        private static final String BAD_REQUEST_MSG = "客户端请求参数错误";
        // <1> 处理 form data方式调用接口校验失败抛出的异常 
        @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> 处理 json 请求体调用接口校验失败抛出的异常 
        @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> 处理单个参数校验失败抛出的异常
        @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);
        }
    
    }
    

    事实上,在全局异常处理类中,我们可以写多个异常处理方法,课代表总结了三种参数校验时可能引发的异常:

    1. 使用form data方式调用接口,校验异常抛出 BindException
    2. 使用 json 请求体调用接口,校验异常抛出 MethodArgumentNotValidException
    3. 单个参数校验异常抛出ConstraintViolationException

    注:单个参数校验需要在参数上增加校验注解,并在类上标注@Validated

    全局异常处理类可以添加各种需要处理的异常,比如添加一个对Exception.class的异常处理,当所有ExceptionHandler都无法处理时,由其记录异常信息,并返回友好提示。

    5.分组校验

    如果同一个参数,需要在不同场景下应用不同的校验规则,就需要用到分组校验了。比如:新注册用户还没起名字,我们允许name字段为空,但是不允许将名字更新为空字符。

    分组校验有三个步骤:

    1. 定义一个分组类(或接口)
    2. 在校验注解上添加groups属性指定分组
    3. Controller方法的@Validated注解添加分组类
    public interface Update extends Default{
    }
    
    public class UserVO {
        @NotBlank(message = "name 不能为空",groups = Update.class)
        private String name;
        // 省略其他代码...
    }
    
    @PostMapping("update")
    public ResultInfo update(@Validated({Update.class}) UserVO userVO) {
        return new ResultInfo().success(userVO);
    }
    

    细心的同学可能已经注意到,自定义的Update分组接口继承了Default接口。校验注解(如:@NotBlank)和@validated默认都属于Default.class分组,这一点在javax.validation.groups.Default注释中有说明

    /**
     * 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 {
    }
    

    在编写Update分组接口时,如果继承了Default,下面两个写法就是等效的:

    @Validated({Update.class})

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

    请求一下/update接口可以看到,不仅校验了name字段,也校验了其他默认属于Default.class分组的字段

    {
        "status": 400,
        "message": "客户端请求参数错误",
        "response": [
            "name 不能为空",
            "age 不能为空",
            "email 不能为空"
        ]
    }`
    

    如果Update不继承Default@Validated({Update.class})就只会校验属于Update.class分组的参数字段,修改后再次请求该接口得到如下结果,可以看到, 其他字段没有参与校验:

    {
        "status": 400,
        "message": "客户端请求参数错误",
        "response": [
            "name 不能为空"
        ]
    }
    

    6.递归校验

    如果 UserVO 类中增加一个 OrderVO 类的属性,而 OrderVO 中的属性也需要校验,就用到递归校验了,只要在相应属性上增加@Valid注解即可实现(对于集合同样适用)

    OrderVO类如下

    public class OrderVO {
        @NotNull
        private Long id;
        @NotBlank(message = "itemName 不能为空")
        private String itemName;
        // 省略其他代码...
    }
    

    在 UserVO 类中增加一个 OrderVO 类型的属性

    public class UserVO {
        @NotBlank(message = "name 不能为空",groups = Update.class)
        private String name;
        //需要递归校验的OrderVO
        @Valid
        private OrderVO orderVO;
        // 省略其他代码...
    }
    
    调用请求验证如下: 图片

    7. 自定义校验

    Spring 的 validation 为我们提供了这么多特性,几乎可以满足日常开发中绝大多数参数校验场景了。但是,一个好的框架一定是方便扩展的。有了扩展能力,就能应对更多复杂的业务场景,毕竟在开发过程中,唯一不变的就是变化本身

    Spring Validation允许用户自定义校验,实现很简单,分两步:

    1. 自定义校验注解
    2. 编写校验者类

    代码也很简单,结合注释你一看就能懂

    @Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER})
    @Retention(RUNTIME)
    @Documented
    @Constraint(validatedBy = {HaveNoBlankValidator.class})// 标明由哪个类执行校验逻辑
    public @interface HaveNoBlank {
    
        // 校验出错时默认返回的消息
        String message() default "字符串中不能含有空格";
    
        Class<?>[] groups() default { };
    
        Class<? extends Payload>[] payload() default { };
    
        /**
         * 同一个元素上指定多个该注解时使用
         */
        @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 不做检验
            if (value == null) {
                return true;
            }
            if (value.contains(" ")) {
                // 校验失败
                return false;
            }
            // 校验成功
            return true;
        }
    }
    

    自定义校验注解使用起来和内置注解无异,在需要的字段上添加相应注解即可,同学们可以自行验证

    回顾

    以上就是如何使用 Spring Validation 优雅地校验参数的全部内容,下面重点总结一下文中提到的校验特性

    1. 内置多种常用校验注解
    2. 支持单个参数校验
    3. 结合全局异常处理自动组装校验异常
    4. 分组校验
    5. 支持递归校验
    6. 自定义校验

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