SpringBoot参数校验Validator框架怎么使用

SpringBoot 如何进行参数校验

在日常的接口开发中，为了防止非法参数对业务造成影响，经常需要对接口的参数做校验，例如登录的时候需要校验用户名密码是否为空，创建用户的时候需要校验邮件、手机号码格式是否准确。靠代码对接口参数一个个校验的话就太繁琐了，代码可读性极差。

Validator框架就是为了解决开发人员在开发的时候少写代码，提升开发效率；Validator专门用来进行接口参数校验，例如常见的必填校验，email格式校验，用户名必须位于6到12之间 等等…

Validator校验框架遵循了JSR-303验证规范（参数校验规范）, JSR是Java Specification Requests的缩写。

1.集成Validator校验框架

1.1. 引入依赖包

<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：从springboot-2.3开始，校验包被独立成了一个starter组件，所以需要引入validation和web，而springboot-2.3之前的版本只需要引入 web 依赖就可以了。

注解	功能
@AssertFalse	可以为null,如果不为null的话必须为false
@AssertTrue	可以为null,如果不为null的话必须为true
@DecimalMax	设置不能超过最大值
@DecimalMin	设置不能超过最小值
@Digits	设置必须是数字且数字整数的位数和小数的位数必须在指定范围内
@Future	日期必须在当前日期的未来
@Past	日期必须在当前日期的过去
@Max	最大不得超过此最大值
@Min	最大不得小于此最小值
@NotNull	不能为null，可以是空
@Null	必须为null
@Pattern	必须满足指定的正则表达式
@Size	集合、数组、map等的size()值必须在指定范围内
@Email	必须是email格式
@Length	长度必须在指定范围内
@NotBlank	字符串不能为null,字符串trim()后也不能等于“”
@NotEmpty	不能为null，集合、数组、map等size()不能为0；字符串trim()后可以等于“”
@Range	值必须在指定范围内
@URL	必须是一个URL

注：此表格只是简单的对注解功能的说明，并没有对每一个注解的属性进行说明；可详见源码。

1.2. 定义要参数校验的实体类

@Data
public class ValidVO {
    private String id;

    @Length(min = 6,max = 12,message = "appId长度必须位于6到12之间")
    private String appId;

    @NotBlank(message = "名字为必填项")
    private String name;

    @Email(message = "请填写正确的邮箱地址")
    private String email;

    private String sex;

    @NotEmpty(message = "级别不能为空")
    private String level;
}

在实际开发中对于需要校验的字段都需要设置对应的业务提示，即message属性。

1.3. 定义校验类进行测试

@RestController
@Slf4j
@Validated
public class ValidController {

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

    @ApiOperation("Form校验")
    @PostMapping(value = "/valid/test2")
    public String test2(@Validated ValidVO validVO){
        log.info("validEntity is {}", validVO);
        return "test2 valid success";
    }
  
  	@ApiOperation("单参数校验")
    @PostMapping(value = "/valid/test3")
    public String test3(@Email String email){
        log.info("email is {}", email);
        return "email valid success";
    }
}

这里我们先定义三个方法test1，test2，test3，

test1使用了@RequestBody注解，用于接受前端发送的json数据，

test2模拟表单提交，

test3模拟单参数提交。

注意，当使用单参数校验时需要在Controller上加上@Validated注解，否则不生效。

1.4. 测试结果1

test1的测试结果

发送值

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

{
  "id": 1,
  "level": "12",
  "email": "47693899",
  "appId": "ab1c"
}

返回值

提示的是org.springframework.web.bind.MethodArgumentNotValidException异常

{
  "status": 500,
  "message": "Validation failed for argument [0] in public java.lang.String com.jianzh6.blog.valid.ValidController.test1(com.jianzh6.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 [不是一个合法的电子邮件地址]]...",
  "data": null,
  "timestamp": 1628239624332
}

test2的测试结果

发送值

POST http://localhost:8080/valid/test2
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
id=1&level=12&email=476938977&appId=ab1c

返回值

提示的是org.springframework.validation.BindException异常

{
  "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 [名字为必填项]...",
  "data": null,
  "timestamp": 1628239301951
}

test3的测试结果

发送值

POST http://localhost:8080/valid/test3
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

email=476938977

返回值

提示的是javax.validation.ConstraintViolationException异常

{
  "status": 500,
  "message": "test3.email: 不是一个合法的电子邮件地址",
  "data": null,
  "timestamp": 1628239281022
}

1.5. 问题

虽然我们之前定义了全局异常拦截器，也看到了拦截器确实生效了，但是Validator校验框架返回的错误提示太臃肿了，不便于阅读，为了方便前端提示，我们需要将其简化一下。

通过将参数异常加入全局异常来解决

1.6. 将参数异常加入全局异常

直接修改之前定义的RestExceptionHandler，单独拦截参数校验的三个异常：

javax.validation.ConstraintViolationException，

org.springframework.validation.BindException，

org.springframework.web.bind.MethodArgumentNotValidException，

@Slf4j
@RestControllerAdvice
public class RestExceptionHandler {
    /**
     * 默认全局异常处理。
     * @param e the e
     * @return ResultData
     */
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
    public ResultData<String> exception(Exception e) {
        log.error("全局异常信息 ex={}", e.getMessage(), e);
        return ResultData.fail(ReturnCode.RC500.getCode(),e.getMessage());
    }
    
    @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);
    }
    
}

1.7. 测试结果2

test1测试结果

发送值

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

{
  "id": 1,
  "level": "12",
  "email": "47693899",
  "appId": "ab1c"
}

接收值

{
  "status": 400,
  "message": "名字为必填项; 不是一个合法的电子邮件地址; appId长度必须位于6到12之间",
  "data": null,
  "timestamp": 1628435116680
}

2. 自定义注解

虽然Spring Validation 提供的注解基本上够用，但是面对复杂的定义，我们还是需要自己定义相关注解来实现自动校验。

比如上面实体类中的sex性别属性，只允许前端传递传 M，F 这2个枚举值，如何实现呢？

2.1. 第一步，创建自定义注解

@Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER, TYPE_USE})
@Retention(RUNTIME)
@Repeatable(EnumString.List.class)
@Documented
@Constraint(validatedBy = EnumStringValidator.class)//标明由哪个类执行校验逻辑
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();
    }
}

可以根据Validator框架定义好的注解来仿写，基本上一致

2.2. 第二步，自定义校验逻辑

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);
    }
}

2.3. 第三步，在字段上增加注解

@ApiModelProperty(value = "性别")
@EnumString(value = {"F","M"}, message="性别只允许为F或M")
private String sex;

2.4. 第四步，体验效果

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": "性别只允许为F或M",
  "data": null,
  "timestamp": 1628435243723
}

3. 分组校验

一个VO对象在新增的时候某些字段为必填，在更新的时候又非必填。如上面的ValidVO中 id 和 appId 属性在新增操作时都是非必填，而在编辑操作时都为必填，name在新增操作时为必填，面对这种场景你会怎么处理呢？

在实际开发中我见到很多同学都是建立两个VO对象，ValidCreateVO，ValidEditVO来处理这种场景，这样确实也能实现效果，但是会造成类膨胀。

其实Validator校验框架已经考虑到了这种场景并且提供了解决方案，就是分组校验，只不过很多同学不知道而已。

要使用分组校验，只需要三个步骤

3.1. 第一步，定义分组接口

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{
        }
    }
}

这里我们定义一个分组接口ValidGroup让其继承javax.validation.groups.Default，再在分组接口中定义出多个不同的操作类型，Create，Update，Query，Delete。

3.2. 第二步，在模型中给参数分配分组

@Data
public class ValidVO {
    @Null(groups = ValidGroup.Crud.Create.class)
    @NotNull(groups = ValidGroup.Crud.Update.class, message = "应用ID不能为空")
    private String id;

    @Length(min = 6,max = 12,message = "appId长度必须位于6到12之间")
    @Null(groups = ValidGroup.Crud.Create.class)
    @NotNull(groups = ValidGroup.Crud.Update.class, message = "应用ID不能为空")
    private String appId;

    @NotBlank(message = "名字为必填项")
    @NotBlank(groups = ValidGroup.Crud.Create.class,message = "名字为必填项")
    private String name;

    @Email(message = "请填写正确的邮箱地址")
    private String email;

    @EnumString(value = {"F","M"}, message="性别只允许为F或M")
    private String sex;

    @NotEmpty(message = "级别不能为空")
    private String level;
}

给参数指定分组，对于未指定分组的则使用的是默认分组。

3.3. 第三步，给需要参数校验的方法指定分组

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

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

这里我们通过value属性给add()和update()方法分别指定Create和Update分组

3.4. 测试

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

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

Create操作

在Create时我们没有传递id和appId参数，校验通过。

{
	"status": 100,
	"message": "操作成功",
	"data": "test3 valid success",
	"timestamp": 1652186105359
}

update操作

使用同样的参数调用update方法时则提示参数校验错误

{
	"status": 400,
	"message": "ID不能为空; 应用ID不能为空",
	"data": null,
	"timestamp": 1652186962377
}

默认校验生效操作

由于email属于默认分组，而我们的分组接口ValidGroup已经继承了Default分组，所以也是可以对email字段作参数校验的。

故意写错email格式

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

/valid/update?name=javadaily&level=12&email=476938977&sex=F

{
	"status": 400,
	"message": "请填写正确的邮箱地址; ID不能为空; 应用ID不能为空",
	"data": null,
	"timestamp": 1652187273865
}

4. 业务规则校验

业务规则校验指接口需要满足某些特定的业务规则，举个例子：业务系统的用户需要保证其唯一性，用户属性不能与其他用户产生冲突，不允许与数据库中任何已有用户的用户名称、手机号码、邮箱产生重复。

这就要求在创建用户时需要校验用户名称、手机号码、邮箱是否被注册；编辑用户时不能将信息修改成已有用户的属性。

最优雅的实现方法应该是参考 Bean Validation 的标准方式，借助自定义校验注解完成业务规则校验。

4.1. 自定义注解

首先我们需要创建两个自定义注解，用于业务规则校验：

• UniqueUser:表示一个用户是唯一的，唯一性包含：用户名，手机号码、邮箱

  @Documented
  @Retention(RUNTIME)
  @Target({FIELD, METHOD, PARAMETER, TYPE})
  @Constraint(validatedBy = UserValidation.UniqueUserValidator.class)
  public @interface UniqueUser {
  
      String message() default "用户名、手机号码、邮箱不允许与现存用户重复";
  
      Class<?>[] groups() default {};
  
      Class<? extends Payload>[] payload() default {};
  }

• NotConflictUser:表示一个用户的信息是无冲突的，无冲突是指该用户的敏感信息与其他用户不重合

  @Documented
  @Retention(RUNTIME)
  @Target({FIELD, METHOD, PARAMETER, TYPE})
  @Constraint(validatedBy = UserValidation.NotConflictUserValidator.class)
  public @interface NotConflictUser {
      String message() default "用户名称、邮箱、手机号码与现存用户产生重复";
  
      Class<?>[] groups() default {};
  
      Class<? extends Payload>[] payload() default {};
  }

4.2. 实现业务校验规则

想让自定义验证注解生效，需要实现 ConstraintValidator 接口。

接口的第一个参数是 自定义注解类型，第二个参数是 被注解字段的类，因为需要校验多个参数，我们直接传入用户对象。需要提到的一点是 ConstraintValidator 接口的实现类无需添加 @Component 它在启动的时候就已经被加载到容器中了。

@Slf4j
public class UserValidation<T extends Annotation> implements ConstraintValidator<T, User> {

    protected Predicate<User> predicate = c -> true;

    @Resource
    protected UserRepository userRepository;

    @Override
    public boolean isValid(User user, ConstraintValidatorContext constraintValidatorContext) {
        return userRepository == null || predicate.test(user);
    }

    /**
     * 校验用户是否唯一
     * 即判断数据库是否存在当前新用户的信息，如用户名，手机，邮箱
     */
    public static class UniqueUserValidator extends UserValidation<UniqueUser>{
        @Override
        public void initialize(UniqueUser uniqueUser) {
            predicate = c -> !userRepository.existsByUserNameOrEmailOrTelphone(c.getUserName(),c.getEmail(),c.getTelphone());
        }
    }

    /**
     * 校验是否与其他用户冲突
     * 将用户名、邮件、电话改成与现有完全不重复的，或者只与自己重复的，就不算冲突
     */
    public static class NotConflictUserValidator extends UserValidation<NotConflictUser>{
        @Override
        public void initialize(NotConflictUser notConflictUser) {
            predicate = c -> {
                log.info("user detail is {}",c);
                Collection<User> collection = userRepository.findByUserNameOrEmailOrTelphone(c.getUserName(), c.getEmail(), c.getTelphone());
                // 将用户名、邮件、电话改成与现有完全不重复的，或者只与自己重复的，就不算冲突
                return collection.isEmpty() || (collection.size() == 1 && collection.iterator().next().getId().equals(c.getId()));
            };
        }
    }

}

这里使用Predicate函数式接口对业务规则进行判断。

4.3. 测试代码

@RestController
@RequestMapping("/senior/user")
@Slf4j
@Validated
public class UserController {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
    

    @PostMapping
    public User createUser(@UniqueUser @Valid User user){
        User savedUser = userRepository.save(user);
        log.info("save user id is {}",savedUser.getId());
        return savedUser;
    }

    @SneakyThrows
    @PutMapping
    public User updateUser(@NotConflictUser @Valid @RequestBody User user){
        User editUser = userRepository.save(user);
        log.info("update user is {}",editUser);
        return editUser;
    }
}

使用很简单，只需要在方法上加入自定义注解即可，业务逻辑中不需要添加任何业务规则的代码。

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

/senior/user

{
    "userName" : "100001"
}

{
	"status": 400,
	"message": "用户名、手机号码、邮箱不允许与现存用户重复",
	"data": null,
	"timestamp": 1652196524725
}

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