设置依赖
spring boot的bean validation 由validation start支持,maven依赖如下:
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
</dependency>
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这里可以找到最新的版本。但是如果引用了spring-boot-starter-web,就不要需要引用validation-starter。
基础
本质上来说,validation的工作原理是通过特定的注解修饰对类的字段定义约束。 然后,把类传递给验证器对象,校验字段约束是否满足。 我们将会看到更多的细节通过下面这些例子。
验证 Spring MVC Controller的输入
假设已经实现一个Spring REST 服务,并且想要验证客户端传入的参数,我们可以验证任意HTTP请求的3个部分:
- request body
- path variable (e.g. /user/{id})
- query parameters 具体看下每个部分的详细
验证request body
在post和get请求中,通用的做法是在request body里面传入一个json串。spring自动把json串映射为一个java对象。现在,我们想要检查这个java对象是否满足需求。 输入的Java对象:
class Input {
@Min(1)
@Max(10)
private int numberBetweenOneAndTen;
@Pattern(regexp = "^[0-9]{1,3}\\.[0-9]{1,3}\\.[0-9]{1,3}\\.[0-9]{1,3}$")
private String ipAddress;
// ...
}
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对象拥有一个取值范围在1-10之间的int类型字段,除此之外,还有一个包含ip地址的字符串类型字段。 从request body中接受参数对象并且验证:
@RestController
class ValidateRequestBodyController {
@PostMapping("/validateBody")
ResponseEntity<String> validateBody(@Valid @RequestBody Input input) {
return ResponseEntity.ok("valid");
}
}
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简单的加个@Valid注解修饰输入的参数,同时用@RequestBody标记应该从request body中解析参数。通过这个注解,我们告诉spring在做其他任何操作之前先把参数对象传递给Validator。 注意:如果待校验对象的某个字段也是需要校验的复杂类型(组合语法),这个字段也需要用@Valid修饰:
@Valid
private ContactInfo contactInfo;
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如果校验失败,会触发MethodArgumentNotValidException异常,Spring默认会把这个一场转为400(Bad Request)。 通过集成测试验证下:
@ExtendWith(SpringExtension.class)
@WebMvcTest(controllers = ValidateRequestBodyController.class)
class ValidateRequestBodyControllerTest {
@Autowired
private MockMvc mvc;
@Autowired
private ObjectMapper objectMapper;
@Test
void whenInputIsInvalid_thenReturnsStatus400() throws Exception {
Input input = invalidInput();
String body = objectMapper.writeValueAsString(input);
mvc.perform(post("/validateBody")
.contentType("application/json")
.content(body))
.andExpect(status().isBadRequest());
}
}
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校验path变量和query参数
验证path变量和query参数有一些细微差别。因为路径变量和请求参数是基本类型例如int 或者他们的包装类型Integer或者String。 直接在Controller方法参数上加注解约束:
@RestController
@Validated
class ValidateParametersController {
@GetMapping("/validatePathVariable/{id}")
ResponseEntity<String> validatePathVariable(
@PathVariable("id") @Min(5) int id) {
return ResponseEntity.ok("valid");
}
@GetMapping("/validateRequestParameter")
ResponseEntity<String> validateRequestParameter(
@RequestParam("param") @Min(5) int param) {
return ResponseEntity.ok("valid");
}
}
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注意,同时必须在类级别机上@Validated注解告诉Spring需要校验方法参数上的约束。 在这种场景里@Validated注解只能修饰类级别,但是,它也允许被用在方法上(允许用在方法级别为了解决validation group。) 校验失败会触发ConstraintViolationException 异常,但是spring没有提供默认处理这个一场的handler,所以会报500(Internal Server Error)。 如果我们想要返回400 替代500,可以在controller中增加以自定义的异常处理。
@RestController
@Validated
class ValidateParametersController {
// request mapping method omitted
@ExceptionHandler(ConstraintViolationException.class)
@ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
ResponseEntity<String> handleConstraintViolationException(ConstraintViolationException e) {
return new ResponseEntity<>("not valid due to validation error: " + e.getMessage(), HttpStatus.BAD_REQUEST);
}
}
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校验Spring service层的参数
前面都是校验controller级别,同时也支持校验任何层级的参数。只需要组合使用@Validated 和 @Valid:
@Service
@Validated
class ValidatingService{
void validateInput(@Valid Input input){
// do something
}
}
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同样的,@Validated注解只能作用于类级别,不要放在方法上。测试:
@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest
class ValidatingServiceTest {
@Autowired
private ValidatingService service;
@Test
void whenInputIsInvalid_thenThrowsException(){
Input input = invalidInput();
assertThrows(ConstraintViolationException.class, () -> {
service.validateInput(input);
});
}
}
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实现自定义的校验器
如果提供的注解约束没有满足使用场景,也可以自己实现一个。 在上面Input类中,我们使用正则表达式来检验字符串字段是否为有效的IP地址,但是这个正则表达式不够完整,他允许每一段超过255. 实现一个IP校验器替代正则表达式。 首先:新建一个IpAddress注解类
@Target({ FIELD })
@Retention(RUNTIME)
@Constraint(validatedBy = IpAddressValidator.class)
@Documented
public @interface IpAddress {
String message() default "{IpAddress.invalid}";
Class<?>[] groups() default { };
Class<? extends Payload>[] payload() default { };
}
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一个自定义注解约束需要下面这些:
- message指向ValidationMessages.properties文件中一个参数key。
- groups允许在不同校验器情况下有不同的校验约束
- payload 允许一些额外参数传递给校验器
- @Constraint注解指向实现了ConstraintValidator 接口的Validator。 Validator的实现像这样:
class IpAddressValidator implements ConstraintValidator<IpAddress, String> {
@Override
public boolean isValid(String value, ConstraintValidatorContext context) {
Pattern pattern =
Pattern.compile("^([0-9]{1,3})\\.([0-9]{1,3})\\.([0-9]{1,3})\\.([0-9]{1,3})$");
Matcher matcher = pattern.matcher(value);
try {
if (!matcher.matches()) {
return false;
} else {
for (int i = 1; i <= 4; i++) {
int octet = Integer.valueOf(matcher.group(i));
if (octet > 255) {
return false;
}
}
return true;
}
} catch (Exception e) {
return false;
}
}
}
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现在,就可以使用@IpAddress注解想其他注解约束一样:
class InputWithCustomValidator {
@IpAddress
private String ipAddress;
// ...
}
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通过编程的方式校验
有一些场景,我想通过程序来调用校验器而不是依赖Spring的支持。 在这种情况下我们可以手动创建一个Validator然后触发校验。
class ProgrammaticallyValidatingService {
void validateInput(Input input) {
ValidatorFactory factory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
Validator validator = factory.getValidator();
Set<ConstraintViolation<Input>> violations = validator.validate(input);
if (!violations.isEmpty()) {
throw new ConstraintViolationException(violations);
}
}
}
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不需要Spring支持。 但是,Spring提供了与配置的验证其实例,我们可以直接注入到service中而不是手动去创建它:
@Service
class ProgrammaticallyValidatingService {
private Validator validator;
ProgrammaticallyValidatingService(Validator validator) {
this.validator = validator;
}
void validateInputWithInjectedValidator(Input input) {
Set<ConstraintViolation<Input>> violations = validator.validate(input);
if (!violations.isEmpty()) {
throw new ConstraintViolationException(violations);
}
}
}
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测试:
@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest
class ProgrammaticallyValidatingServiceTest {
@Autowired
private ProgrammaticallyValidatingService service;
@Test
void whenInputIsInvalid_thenThrowsException(){
Input input = invalidInput();
assertThrows(ConstraintViolationException.class, () -> {
service.validateInput(input);
});
}
@Test
void givenInjectedValidator_whenInputIsInvalid_thenThrowsException(){
Input input = invalidInput();
assertThrows(ConstraintViolationException.class, () -> {
service.validateInputWithInjectedValidator(input);
});
}
}
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使用不同的验证组验证不同用例下的同一个对象
经常会有两个相同的Service使用同一个领域对象。 比如在实现CRUD操作时,创建操作和更新操作很可能使用用一个对象作为参数,但是在两种情况下可能会触发不同的验证:
- 创建情况
- 更新情况
- 两者同时存在 Validation Groups允许使用不同的规则来验证。 刚刚已经看到一个约束注解必须有一个groups字段。他可以被传递到任何一个定义了验证组的Validator里面。
class InputWithGroups {
@Null(groups = OnCreate.class)
@NotNull(groups = OnUpdate.class)
private Long id;
// ...
}
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会确保ID在创建操作中是空的,而在更新操作中一定不为空。 Spring通过@Validated注解修饰验证组:
@Service
@Validated
class ValidatingServiceWithGroups {
@Validated(OnCreate.class)
void validateForCreate(@Valid InputWithGroups input){
// do something
}
@Validated(OnUpdate.class)
void validateForUpdate(@Valid InputWithGroups input){
// do something
}
}
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注意:@Validated类再次被用到了类级别,这是因为在告诉Spring需要启动方法上的约束注解(@Min),同时为了激活验证组group,必须把它作用在方法上。
返回结构化的响应
当校验失败时需要返回有意义的错误信息给客户端。为了能让客户端展示错误信息,我们需要返回一个数据结构,其中包含每个错误验证信息。 首先,定义一个返回体:
public class ValidationErrorResponse {
private List<Violation> violations = new ArrayList<>();
// ...
}
public class Violation {
private final String fieldName;
private final String message;
// ...
}
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然后,定义一个全局的切面处理Controller级别的ConstraintViolationExceptions 异常和Request body级别的MethodArgumentNotValidExceptions异常。
@ControllerAdvice
class ErrorHandlingControllerAdvice {
@ExceptionHandler(ConstraintViolationException.class)
@ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
@ResponseBody
ValidationErrorResponse onConstraintValidationException(
ConstraintViolationException e) {
ValidationErrorResponse error = new ValidationErrorResponse();
for (ConstraintViolation violation : e.getConstraintViolations()) {
error.getViolations().add(
new Violation(violation.getPropertyPath().toString(), violation.getMessage()));
}
return error;
}
@ExceptionHandler(MethodArgumentNotValidException.class)
@ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
@ResponseBody
ValidationErrorResponse onMethodArgumentNotValidException(
MethodArgumentNotValidException e) {
ValidationErrorResponse error = new ValidationErrorResponse();
for (FieldError fieldError : e.getBindingResult().getFieldErrors()) {
error.getViolations().add(
new Violation(fieldError.getField(), fieldError.getDefaultMessage()));
}
return error;
}
}
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通过捕获异常并且转换为结构的错误信息返回。
总结
我们已经完成了使用Spring Boot构建应用过程中可能需要所有的校验特性。 当然,复杂的业务规则,建议大家使用Spring或者Guava里面Assert类来判断,比如这种复杂的业务规则判断:
- column A value is > 10.
- column B value > 10
- column A +column B > 30. 所以,Bean Validation只使用与参数的校验,不要让它参与业务逻辑。 文章翻译自这里。建议看完原文后,看看下面的讨论,你有疑惑的,美国的工程师也有疑惑。所以文章下面会有很多看文章时不太明白的解答。 自己整理的记忆思路(约定默认的注解称之为约束注解eg:@Null,@Min,@NotNull...):
- Controller类中,校验Dto: @Valid + Dto 约束注解
- Controller类中,校验路径变量或者参数变量:Class @Validated + Method 约束注解
- Service层,校验Dto:Class @Validated + Method @Valid + Dto 约束注解
- Service层,校验普通参数变量: Class @Validated + Method 约束注解 //TODO记忆思路一定不能依赖,最好的记忆办法是去研究源码,理解透彻再回来填这个坑。