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如何在项目中优雅的校验参数

如何在项目中优雅的校验参数

前言

验证数据是贯穿所有应用程序层(从表示层到持久层)的常见任务。通常在每一层实现相同的验证逻辑,这既费时又容易出错。为了避免重复这些验证,开发人员经常将验证逻辑直接捆绑到域模型中,将域类与验证代码混在一起,这些验证代码实际上是关于类本身的元数据,与业务逻辑不相关。如何在项目中优雅的校验参数

JSR 380——Bean Validation2.0——定义了用于实体和方法验证的元数据模型和API,将数据校验逻辑通过注解的形式封装在实体对象中。如何在项目中优雅的校验参数

1.关于JSR

JSR是Java Specification Requests的缩写,意思是Java 规范提案。是指向JCP(Java Community Process)提出新增一个标准化技术规范的正式请求。任何人都可以提交JSR,以向Java平台增添新的API和服务。JSR已成为Java界的一个重要标准。

JSR-303 是JAVA EE 6 中的一项子规范,后来的版本是Bean Validation 1.1(JSR-349),目前最新版本是Bean Validation 2.0(JSR-380),Hibernate Validator 是 Bean Validation 的参考实现 ,除了Jakarta Bean验证API定义的约束之外,Hibernate Validator还有一些附加的 constraint;并且spring-boot-starter-web默认集成了Hibernate Validator。(springboot2.3版本已经移除hibernate-validator的依赖,需要手动引入如何在项目中优雅的校验参数

2.为什么使用Hibernate Validator

  • 提高代码整洁度;
  • 验证逻辑与业务逻辑之间进行了分离,降低了程序耦合度;
  • 统一且规范的验证方式,无需你再次编写重复的验证代码;
  • 你将更专注于你的业务,将这些繁琐的事情统统丢在一边。

3.注解介绍

JSR 380内置常用注解

注解详细信息
@Null被注释的元素必须为 null
@NotNull被注释的元素必须不为 null
@AssertTrue被注释的元素必须为 true
@AssertFalse被注释的元素必须为 false
@Min(value)被注释的元素可以是字符串、数值类型,如果元素是字符串类型,将值转为BigDecimal类型,并与value属性进行比对,值必须大于等于指定的value值
@Max(value)被注释的元素可以是字符串、数值类型,如果元素是字符串类型,将值转为BigDecimal类型,并与value属性进行比对,值必须小于等于指定的value值
@DecimalMin(value)被注释的元素可以是字符串、数值(可以带小数点),将注解内value的值转为BigDecimal类型,必须大于等于指定的最小值(可以配置是否等于value,默认是包含的)
@DecimalMax(value)被注释的元素可以是字符串、数值(可以带小数点),将注解内value的值转为BigDecimal类型,其值必须小于等于指定的最大值(可以配置是否等于value,默认是包含的)
@Size(max, min)被注释的元素的大小必须在指定的范围内,可用于字符串、Collection、Map、数组等类型
@Digits (integer, fraction)被注释的元素必须是一个数字,其值必须在可接受的范围内
@Past被注释的元素必须是一个过去的日期
@Future被注释的元素必须是一个将来的日期
@Pattern(value)被注释的元素必须符合指定的正则表达式
@Email被注释的元素必须是电子邮箱地址
@NotBlank验证字符串非null,且trim后长度必须大于0
@NotEmpty适用于String、Collection、Map或者数组不能为Null且长度或元素个数必须大于0
@Valid具体作用下面会列举

Hibernate Validator 附加的 constraint

注解详细信息
@Length被注释的字符串的大小必须在指定的范围内
@URL根据RFC2396标准校验注释的字符串必须是一个的有效的url
@Range被注释的元素必须在合适的范围内,应用于数值或字符串
@UniqueElements检查带注释的集合是否只包含唯一的元素。相等性是使用equals()方法确定的。
@SafeHtml检查带注释的值是否包含潜在的恶意片段,如<script/>。如用这个注解需要引入jsoup的依赖,用来解析html代码

注意

  • @NotNull :适用于任何类型被注解的元素,必须不能为NULL
  • @NotEmpty :适用于String、Collection、Map或者数组,不能为Null且长度或元素个数必须大于0
  • @NotBlank:验证字符串非null,且trim后长度必须大于0

@Validated与@Valid的区别:

  • @Validated注解是spring提供的,提供了一个分组功能,可以在入参验证时,根据不同的分组采用不同的验证机制。没有添加分组属性时,默认验证没有分组的验证属性(Default分组);

  • @Validated:可以用在类型、方法和方法参数上,但是不能用在成员属性(字段)上

  • @Validated: 用在方法入参上无法单独提供嵌套验证功能,也无法提示框架进行嵌套验证。能配合嵌套验证注解@Valid进行嵌套验证。

  • @Valid:作为标准JSR-303规范,还没有吸收分组的功能;

  • @Valid:可以用在方法、方法参数、构造函数、方法参数和成员属性(字段)上

  • @Valid加在方法参数时并不能够自动进行嵌套验证,而是用在需要嵌套验证类的相应字段上,来配合方法参数上@Validated或@Valid来进行嵌套验证。

4.使用

由于spring-boot-starter-web(springboot 2.3以下版本)依赖默认集成了Hibernate Validator,所以无需添加任何依赖和相关配置,只需要在项目中引入spring-boot-starter-web依赖即可(演示springboot版本为2.1.2.RELEASE),由于要用到@SafeHtml注解,这里需要加上jsoup的依赖。

<dependency>     <groupId>org.springframework.boot</groupId>     <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency>  <!-- 解析html片段--> <dependency>   <groupId>org.jsoup</groupId>   <artifactId>jsoup</artifactId>   <version>1.8.3</version> </dependency>

Hibernate Validator有两种校验模式:

  • 普通模式(会校验完所有的属性,然后返回所有的验证失败信息,默认是这个模式)

  • 快速失败返回模式(只要有一个字段验证失败,就返回结果)

    在@Configuration Class中配置以下代码,将Validator设置为快速失败返回模式

    @Bean     public Validator validator(){         ValidatorFactory validatorFactory = Validation.byProvider( HibernateValidator.class)                 .configure()                 .addProperty( "hibernate.validator.fail_fast", "true" )                 .buildValidatorFactory();         Validator validator = validatorFactory.getValidator();         return validator;     }

a.对象校验

1.在对象中添加注解

@Data public class User {     //注解对静态变量不生效     @NotBlank(message = "性别不能为空")     private static String sex;      @NotBlank(message = "姓名不能为空")     @Size(min = 2,max = 5,message = "姓名长度不规范")     private String name;      @NotNull(message = "年龄不能为空")     @Max(value = 30,message = "年龄超过最大值30")     @Range(min=30,max=60)     private Integer age;      @DecimalMax(value = "108.88",message = "超过最大108.88",inclusive = false)     private Double price;      @Past(message = "生日不能大于当前日期")     @JsonFormat(pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss")     private LocalDateTime birthday;      @Email(message = "电子邮箱格式不正确")     private String email;      @SafeHtml(message = "非法请求参数")     private String content; }

2.进入Controller对应方法,在需要校验的对象前添加@Valid注解即可(校验对静态变量不生效),在使用 @Valid 注解的参数后可以紧跟着一个 BindingResult 类型的参数,用于获取校验结果(将校验结果封装在BingdingResult对象中,不会抛出异常)

注意:@Valid 和 BindingResult 是一一对应的,如果有多个@Valid,那么每个@Valid后面跟着的BindingResult就是这个@Valid的验证结果,顺序不能乱

    //单个对象校验     @PostMapping("user")     //校验参数后边跟BindingResult,spring不会抛出异常,将校验结果封装在这个对象中     public String person(@Valid User user,BindingResult bindingResult){         System.out.println(user);         StringBuilder sb = new StringBuilder();         if(bindingResult.hasErrors()){             List<ObjectError> allErrors = bindingResult.getAllErrors();             for(ObjectError error:allErrors){                 sb.append(error.getDefaultMessage()+",");             }         }         return sb.toString();     }

3.如果此时去掉实体对象后面的BindingResult,如校验未通过会抛出BindException异常,需要在全局异常处理器中捕获并统一处理

4.全局异常处理器配置

@RestControllerAdvice @Slfj @AutoConfigurationPackage public class GlobalExceptionHandler {     //spring-context包里面的异常     //实体对象前不加@RequestBody注解,单个对象内属性校验未通过抛出的异常类型     @ExceptionHandler(BindingException.class)     public ResponseEntity<ExceptionResponseVO> methodArguments(BindingException e){         log.warn("throw BindingException,{}",e);         return ResponseEntity.status(HttpStatus.BAD_REQUEST)                 .body(ExceptionResponseVO.error(NEError.INVALID_PARAMETER, e.getBindingResult().getFieldError().getDefaultMessage()));     }         //实体对象前不加@RequestBody注解,校验方法参数或方法返回值时,未校验通过时抛出的异常     //Validation-api包里面的异常     @ExceptionHandler(ValidationException.class)     public ResponseEntity<ExceptionResponseVO> methodArguments(ValidationException e){         log.warn("throw ValidationException,{}",e);        return ResponseEntity.status(HttpStatus.BAD_REQUEST)            .body(ExceptionResponseVO.error(NEError.INVALID_PARAMETER,e.getCause().getMessage()));     }      //spring-context包里面的异常,实体对象前加@RequestBody注解,抛出的异常为该类异常     //方法参数如果带有@RequestBody注解,那么spring mvc会使用RequestResponseBodyMethodProcessor      //对参数进行序列化,并对参数做校验     @ExceptionHandler(MethodArgumentNotValidException.class)     public ResponseEntity<ExceptionResponseVO> methodArguments(MethodArgumentNotValidException e){         log.warn("throw MethodArgumentNotValidException,{}",e);        return ResponseEntity.status(HttpStatus.BAD_REQUEST)                 .body(ExceptionResponseVO.error(NEError.INVALID_PARAMETER,                e.getBindingResult().getFieldError().getDefaultMessage()));     }      @ExceptionHandler(Exception.class)     public ResponseEntity methodArguments(Exception e){         log.warn("throw exception,{}",e);         return ResponseEntity.badRequest().body(e.getMessage());     } }

b.级联校验

如果一个对象内部包含另一个对象作为属性,属性上加 @Valid,可以验证作为属性的对象内部的验证

@Data public class User2 {     @NotBlank(message = "姓名不能为空")     private String name;     @Max(value = 50,message = "年龄不能为空")     private Integer age;     @Valid     @NotNull(message = "商品不能为空")     private Goods goods; }
@Data public class Goods{     @NotBlank(message = "商品名称不能为空")     private String goodsName;     @NotNull(message = "商品价格不能为空")     private Double goodsPrice; }

如果级联校验内元素的属性校验未通过,抛出MethodArgumentNotValidException异常,注意在全局异常处理器捕获该异常并处理

//级联校验  @PostMapping("cascade") public String cascade(@Valid @RequestBody User2 user2){      return "OK";  }

c.容器元素校验

用来校验实体对象内集合中的元素,在容器泛型前加注解,可实现对容器单个元素的校验;如下:

@Data public class User3 {     @NotBlank(message = "姓名不能为空")     private String name;     @Max(value = 50,message = "年龄不能为空")     private Integer age;      @Valid     @NotEmpty(message = "商品列表不能为空")     private List<@NotNull(message = "商品不能为空") Goods> goodsList; } 

如果容器元素校验未通过,抛出异常MethodArgumentNotValidException(与级联校验抛出的一样)

//容器元素校验 @PostMapping("container") public String container(@Valid @RequestBody User3 user3){     return "OK"; }

d.方法的校验

JSR 303标准定义接口ExecutableValidator,用来校验方法参数,Hibernate Validator实现了该接口(ValidatorImpl.class),不仅对Object的属性进行校验,还可以对方法参数、返回值、构造函数参数等进行校验;Spring 在此基础上进行了扩展,添加了MethodValidationPostProcessor拦截器,通过AOP实现对方法的校验;此时抛出的异常是javax.validation.ConstraintViolationException

注意 :必须在Controller上面加上注解@Validated,否则校验规则无效

@RestController @RequestMapping("validator") @Validated public class ValidatorController {     @GetMapping("demo1")     public String test1(@Range(min = 1,max = 999,message = "起始笔数超过区间范围")@RequestParam int pageIndex, @Range(min = 1,max = 999,message = "查询笔数超过区间范围"@RequestParam int pageSize){         return "ok";     } }

除了校验Controller方法外,也可校验Service(必须是单例的bean,否则不生效,因为方法参数校验逻辑底层用AOP来实现)等方法,用法如下:

@Service @Validated public class UserService {     //校验方法参数     public String queryUserName(@NotNull(message = "用户参数不能为空") User user){         return user.getName();     }      //校验方法返回值     @NotNull(message = "用户信息不存在")     public User queryUser(User user){         return null;     } }

e.分组校验的实现

分组

同一个校验规则,不可能适用于所有的业务场景,对每一个业务场景去编写一个校验规则,又显得特别冗余。实际上我们可以用到Hibernate-Validator的分组功能,达到对不同场景做出不同的校验逻辑,减少DTO对象的创建。

比如一个User对象,新增的时候不需要检验id(系统生成),修改的时候需要检验id属性,要想复用Class,就可以使用Hibernate Validator的分组。

实例代码:

@Data public class UserGroup {     @NotNull(message = "id不能为空",groups = UpdateUser.class)     private Integer id;     @NotBlank(message = "姓名不能为空",groups = AddUser.class)     private String name;     @NotNull(message = "年龄不能为空",groups = AddUser.class)     private Integer age;      public interface AddUser{}     public interface UpdateUser{} }

添加用户:在需要校验的对象前面加@Validated注解(不能使用@Valid注解),并配置分组class,此时AddUser的分组校验规则生效。

    //分组校验:添加用户     @PostMapping("addUser")     public String addUser(@Validated(UserGroup.AddUser.class) UserGroup userGroup){         return "OK";     }

修改用户:配置UpdateUser分组

    //分组校验:修改用户     @PostMapping("updateUser")     public String updateUser(@Validated(UserGroup.UpdateUser.class) UserGroup userGroup){         return "OK";     }

使用分组能极大的复用需要验证的Class信息,而不是按业务重复编写冗余的类。

注意:如果指定了校验组,则该属性将不再属于默认的校验组Default.class,则在省略校验组参数的情况下,将不会校验自定义校验组的属性。

组序列

除了按组指定是否验证之外,还可以指定组的验证顺序,前面组验证不通过的,后面组不进行验证;其中@GroupSequence提供组序列的形式进行顺序式校验,即先校验@Save分组的,如果校验不通过就不进行后续的校验分组了。我认为顺序化的校验,场景更多的是在业务处理类,例如联动的属性验证,值的有效性很大程度上不能从代码的枚举或常量类中来校验。

实例代码:

@Data public class UserDTO {     @NotNull(message = "id不能为空",groups = {UpdateUser.class})     private Integer id;     @NotBlank(message = "姓名不能为空",groups = {AddUser.class})     private String name;     @NotNull(message = "年龄不能为空",groups = {AddUser.class})     private Integer age;     @NotNull(message = "版本不能为空")//不配置goups,默认就是Default分组     private Integer version;      @GroupSequence({AddUser.class, UpdateUser.class, Default.class})     public interface AddUpdateGroup{}     public interface AddUser{}     public interface UpdateUser{} }

首先校验AddUser分组的注解,如果AddUser校验不通过,就不会去校验UpdateUser和Default的分组

@PostMapping("user") public String saveUser(@Validated(UserDTO.AddUpdateGroup.class) UserDTO userDTO){     userMapper.addUser(userDTO);     return "ok"; }

5.自定义constraint

一般情况,自定义验证可以解决很多问题;某些业务场景下又需要做一些特别的参数校验,此时,我们可以实现validator的接口,自定义验证器。

创建自定义注解@Sex,该注解是放在字段上的,也可以根据业务场景放在方法或者Class上面)用于判断性别是否符合约束

@Target({ ElementType.FIELD}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Constraint(validatedBy = SexConstraintValidator.class) public @interface Sex {      String message() default "性别参数有误";      Class<?>[] groups() default {};      Class<? extends Payload>[] payload() default { }; }

创建自定义验证器

public class SexConstraintValidator         implements ConstraintValidator<Sex,String> {     /**      * 性别约束逻辑      * @param value      * @param constraintValidatorContext      * @return      */     @Override     public boolean isValid(String value, ConstraintValidatorContext constraintValidatorContext) {         //如果value为null,那么该校验规则不生效;可搭配@NotNull注解使用,更加灵活         if(value == null){             return true;         }         return "男".equals(value) || "女".equals(value);     } }

要验证的DTO对象

@Data public class UserDTO {     @NotNull(message = "id不能为空")     private Integer id;     @NotBlank(message = "姓名不能为空")     private String name;     @NotNull(message = "年龄不能为空")     private Integer age;     @NotNull(message = "版本不能为空")     private Integer version;     @Sex     private String sex; }

在UserDTO对象前加@Valid注解,可实现对性别字段的合法性校验,sex只能传入“男“或“女”。

这只是一个小例子,大家可以根据业务场景自定义参数校验器,例如敏感词校验、预防sql注入、js脚本攻击等等,都可以用自定义校验器来完成。