SpringBoot自定义请求参数校验

发表于： 2020年1月8日 2020年1月8日
分类： spring, Spring Boot
标签： springboot, valid, Validation, Validator

最近在工作中遇到写一些API，这些API的请求参数非常多，嵌套也非常复杂，如果参数的校验代码全部都手动去实现，写起来真的非常痛苦。正好Spring轮子里面有一个Validation，这里记录一下怎么使用，以及怎么自定义它的返回结果。

一、Bean Validation基本概念

Bean Validation是Java中的一项标准，它通过一些注解表达了对实体的限制规则。通过提出了一些API和扩展性的规范，这个规范是没有提供具体实现的，希望能够Constrain once, validate everywhere。现在它已经发展到了2.0，兼容Java8。

hibernate validation实现了Bean Validation标准，里面还增加了一些注解，在程序中引入它我们就可以直接使用。

Spring MVC也支持Bean Validation，它对hibernate validation进行了二次封装，添加了自动校验，并将校验信息封装进了特定的BindingResult类中，在SpringBoot中我们可以添加implementation('org.springframework.boot:spring-boot-starter-validation')引入这个库，实现对bean的校验功能。

二、基本用法

gradle dependencies如下：

dependencies {
    implementation('org.springframework.boot:spring-boot-starter-validation')
    implementation('org.springframework.boot:spring-boot-starter-web')
}

定义一个示例的Bean，例如下面的User.java。

public class User {
    @NotBlank
    @Size(max=10)
    private String name;
    
    private String password;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getPassword() {
        return password;
    }
    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }
}

在name属性上，添加@NotBlank和@Size(max=10)的注解，表示User对象的name属性不能为字符串且长度不能超过10个字符。

然后我们暂时不添加任何多余的代码，直接写一个UserController对外提供一个RESTful的GET接口，注意接口的参数用到了@Validated注解。

// UserController.java，省略其他代码
@RestController
public class UserController {
    @RequestMapping(value = "/validation/get", method = RequestMethod.GET)
    public ServiceResponse validateGet(@Validated User user) {
        ServiceResponse serviceResponse = new ServiceResponse();
        serviceResponse.setCode(0);
        serviceResponse.setMessage("test");
        return serviceResponse;
    }
}
// ServiceResponse.java，简单包含了code、message字段返回结果。
public class ServiceResponse {
    private int code;
    private String message;
    ... 省略getter、setter ...
}

启动SpringBoot程序，发一个测试请求看一下：

http://127.0.0.1:8080/validation/get?name=aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa&password=1

返回的结果是，注意此时的HTTP STATUS CODE = 400：

此时已经可以实现参数的校验了，但是返回的结果不太友好，下面看一下怎么定制返回的消息。在定制返回结果前，先看下一下内置的校验注解有哪些，在这里我不一个个去贴了，写代码的时候根据需要进入到源码里面去看即可。

早期Spring版本中，都是在Controller的方法中添加Errors/BindingResult参数，由Spring注入Errors/BindingResult对象，再在Controller中手写校验逻辑实现校验。新版本提供注解的方式（Controller上面bean加一个@Validated注解），将校验逻辑和Controller分离。

三、自定义校验

3.1 自定义注解

显然除了自带的NotNull、NotBlank、Size等注解，实际业务上还会需要特定的校验规则。

假设我们有一个参数address，必须以Beijing开头，那我们可以定义一个注解和一个自定义的Validator。

// StartWithValidator.java
public class StartWithValidator implements ConstraintValidator<StartWithValidation, String> {
    private String start;
    @Override
    public void initialize(StartWithValidation constraintAnnotation) {
        start = constraintAnnotation.start();
    }
    @Override
    public boolean isValid(String value, ConstraintValidatorContext context) {
        if (!StringUtils.isEmpty(value)) {
            return value.startsWith(start);
        }
        return true;
    }
}
// StartWithValidation.java
@Documented
@Constraint(validatedBy = StartWithValidator.class)
@Target({METHOD, FIELD})
@Retention(RUNTIME)
public @interface StartWithValidation {
    String message() default "不是正确的性别取值范围";
    String start() default "_";
    Class<?>[] groups() default {};
    Class<? extends Payload>[] payload() default {};
    @Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER})
    @Retention(RUNTIME)
    @Documented
    @interface List {
        GenderValidation[] value();
    }
}

然后在User.java中增加一个address属性，并给它加上上面这个自定义的注解，这里我们定义了一个可以传入start参数的注解，表示应该以什么开头。

...
@StartWithValidation(message = "Param 'address' must be start with 'Beijing'.", start = "Beijing")
private String address;
...

除了定义可以作用于属性的注解外，其实还可以定义作用于class的注解（@Target({TYPE})），用于校验class的实例。

3.2 自定义Validator

第一步，实现一个Validator。(这种方法不需要我们的bean里面有任何注解之类的东西)

package com.example.validation.demo;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.validation.Errors;
import org.springframework.validation.ValidationUtils;
import org.springframework.validation.Validator;
@Component
public class UserValidator implements Validator {
    @Override
    public boolean supports(Class<?> clazz) {
        return User2.class.equals(clazz);
    }
    @Override
    public void validate(Object target, Errors errors) {
        ValidationUtils.rejectIfEmpty(errors, "name", "name.empty");
        User2 p = (User2) target;
        if (p.getId() == 0) {
            errors.rejectValue("id", "can not be zero");
        }
    }
}

第二步，修改Controller代码，注入上面的UserValidator实例，并给Controller的方法参数加上@Validated注解，即可完成和前面自定义注解一样的校验功能。

@RestController
public class UserController {
    @Autowired
    UserValidator validator;
    @InitBinder
    public void initBinder(WebDataBinder binder) {
        binder.setValidator(validator);
    }
    @RequestMapping(value = "/user/post", method = RequestMethod.POST)
    public ServiceResponse handValidatePost(@Validated @RequestBody User user) {
        ServiceResponse serviceResponse = new ServiceResponse();
        serviceResponse.setCode(0);
        serviceResponse.setMessage("test");
        return serviceResponse;
    }
}

这个方法和自定义注解的区别在于不需要在Bean里面添加注解，并且可以更加灵活的把一个Bean里面所有的Field的校验代码都搬到一起，而不是每一个属性都去加注解，如果校验的属性非常多，且默认注解的能力又不够的话，这种方式也是不错的，可以避免大量的自定义注解。

3.3 以编程的方式校验（手动）

这种方式可以算是原始的Hibernate-Validation的方式。直接看代码，这里有一个比较不同的是，可以使用Hibernate-Validation的Fail fast mode。因为前面的方式，都将所有的参数都验证完了，再把错误返回。有时我们希望遇到一个参数错误，就立即返回。设置fast-fail为true可以达到这个目的。不过貌似不能再用@Validated注解方法参数了，而是要用ValidatorFactory创建Validator。在实际开发中，不必每次都编写代码创建Validator，可以采用@Configuration的方式创建，然后再@Autowired注入到每个需要使用Validator的Controller当中。

@RestController
public class UserController {
    ...
    @RequestMapping(value = "/validation/postStudent", method = RequestMethod.POST)
    public ServiceResponse validatePostStudent(@RequestBody User user) {
        // User参数前面没有@Validated注解了，User类里面那些注解还是保留着即可。
        HibernateValidatorConfiguration configuration = Validation.byProvider(HibernateValidator.class).configure();
        ValidatorFactory factory = configuration.failFast(true).buildValidatorFactory(); // fastFail
        Validator validator = factory.getValidator();
        Set<ConstraintViolation<User>> set = validator.validate(user);
        // 根据set的size，大于0时，抛异常。由于设置了failFast，这里set最多就一个元素
        ServiceResponse serviceResponse = new ServiceResponse();
        serviceResponse.setCode(0);
        serviceResponse.setMessage("test");
        return serviceResponse;
    }
}

3.4 定义分组校验

有的时候，我们会有两个不同的接口，但是会使用到同一个Bean来作为VO（意思是两个接口的URI不同，但参数中都用到了同一个Bean）。而在不同的接口上，对Bean的校验需求可能不一样，比如接口2需要校验studentId，而接口1不需要。那么此时就可以用到校验注解的分组groups。

// User.java
public class User {
    ... 省略其他属性
    // 指明在groups={Student.class}时才需要校验studentId
    @NotNull(groups = {Student.class}, message = "Param 'studentId' must not be null.")
    private Long studentId;
    // 增加Student interface
    public interface Student {
    }
}
// UserController.java，增加了一个/getStudent接口
@RestController
public class UserController {
    @RequestMapping(value = "/validation/get", method = RequestMethod.GET)
    public ServiceResponse validateGet(@Validated User user) {
        ServiceResponse serviceResponse = new ServiceResponse();
        serviceResponse.setCode(200);
        serviceResponse.setMessage("test");
        return serviceResponse;
    }
    @RequestMapping(value = "/validation/getStudent", method = RequestMethod.GET)
    public ServiceResponse validateGetStudent(@Validated({User.Student.class}) User user) {
        ServiceResponse serviceResponse = new ServiceResponse();
        serviceResponse.setCode(0);
        serviceResponse.setMessage("test");
        return serviceResponse;
    }
}

到这里，也可以带一嘴Valid和Validated注解的区别，其代码注释写着后者是对前者的一个扩展，支持了group分组的功能。

3.5 定制返回码和消息

第二节中定义了一个ServiceResponse，其实作为一个开放的API，不论用户传入任何参数，返回的结果都应该是预先定义好的格式，并且可以写明在接口文档中，即使发生了校验失败，应该返回一个包含错误码code（发生错误时一般大于0）和message字段。

{
    "code": 51000,
    "message": "Param 'name' must be less than 10 characters."
}

的结果，而HTTP STATUS CODE一直都是200。

为了实现这个目的，我们加一个全局异常处理方法。

// ServiceExceptionHandler.java
package com.example.validation.demo;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.util.CollectionUtils;
import org.springframework.validation.BindException;
import org.springframework.validation.FieldError;
import org.springframework.web.bind.MethodArgumentNotValidException;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestControllerAdvice;
import java.util.List;
@RestControllerAdvice
public class ServiceExceptionHandler {
    static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(ServiceExceptionHandler.class);
    @ExceptionHandler(value = {Exception.class})
    public ServiceResponse handleBindException(Exception ex) {
        LOG.error("{}", ex);
        StringBuilder message = new StringBuilder();
        if (ex instanceof BindException) {
            List<FieldError> fieldErrorList = ((BindException) ex).getFieldErrors();
            if (!CollectionUtils.isEmpty(fieldErrorList)) {
                for (FieldError fieldError : fieldErrorList) {
                    if (fieldError != null && fieldError.getDefaultMessage() != null) {
                        message.append(fieldError.getDefaultMessage()).append(" ");
                    }
                }
            }
        } else if (ex instanceof MethodArgumentNotValidException) {
            List<FieldError> fieldErrorList = ((MethodArgumentNotValidException) ex).getBindingResult().getFieldErrors();
            if (!CollectionUtils.isEmpty(fieldErrorList)) {
                for (FieldError fieldError : fieldErrorList) {
                    if (fieldError != null && fieldError.getDefaultMessage() != null) {
                        message.append(fieldError.getDefaultMessage()).append(" ");
                    }
                }
            }
        }
        // 生成返回结果
        ServiceResponse errorResult = new ServiceResponse();
        errorResult.setCode(51000); // ErrorCode.PARAM_ERROR = 51000
        errorResult.setMessage(message.toString());
        return errorResult;
    }
}
// User.java，注解传入指定Message
public class User {
    @NotBlank(message = "Param 'name' can't be blank.")
    @Size(max=10, message = "Param 'name' must be less than 10 characters.")
    private String name;
    ...
}

在上面的方法中，我们处理了BindException（非请求body参数，例如@RequestParam接收的）和MethodArgumentNotValidException（请求body里面的参数，例如@RequestBody接收的），这两类Exception里面都有一个BindingResult对象，它里面有一个包装成FieldError的List，保存着Bean对象出现错误的Field等信息。取出它里面defaultMessage，放到统一的ServiceResponse返回即可实现返回码和消息的定制。由于消息内容是有注解默认的DefaultMessage决定的，为了按照自定义的描述返回，在Bean对象的注解上需要手动赋值为希望返回的消息内容。

...
@NotBlank(message = "Param 'name' can't be blank.")
@Size(max=10,message = "Param 'name' must be less than 10 characters.")
private String name;
...

这样当name参数长度超过10时，就会返回。

{
    "code": 51000,
    "message": "Param 'name' must be less than 10 characters."
}

这里的FieldError fieldError = ex.getFieldError();只会随机返回一个出错的属性，如果Bean对象的多个属性都出错了，可以调用ex.getFieldErrors()来获得，这里也可以看到Spring Validation在参数校验时不会在第一次碰到参数错误时就返回，而是会校验完成所有的参数。如果不想手动编程去校验，那么这里可以只读取一个随机的FieldError，返回它的错误消息即可。

3.6 更加细致的返回码和消息

其实还有一种比较典型的自定义返回，就是错误码（code）和消息（message）是一一对应的，比如：

51001：字符串长度过长
51002：参数取值过大
…

这种情况比较特殊，一般当参数错误的时候，会返回一个整体的参数错误的错误码，然后携带参数的错误信息。但有时，业务上就要不同的参数错误，既要错误码不同，错误信息也要不同。我想了下，有两种思路。

第一种：通过message同时包含错误码和错误信息，在全局异常捕获方法中，再把它们拆开。
第二种：手动校验，抛出自定义的Exception（里面带有code、message）。手动校验这里，如果每一个Controller都去写一遍，确实比较费劲，可以结合AOP来实现，或者抽出一个基类BaseController的方式。

四、小结

其实在实际的工作中，肯定还有更复杂的校验逻辑，但是不一定非要都用框架去实现，框架里面的实现（比如注解）应该是一个比较简单通用的校验，能够达到复用，减少重复的劳动。而更加复杂的逻辑校验，一定是存在具体业务当中的，最好是在业务代码里面实现。还有一点需要注意，Spring Validation的isValid方法，如果返回false，那么Controller不再会被调用，而是直接返回。如果你在Controller上面加了AOP进行接口调用统计的话，可能会漏掉。这个时候，我们不应该让Controller不调用，建议这种情况在AOP里面对Controller的参数切面进行校验后，抛出统一的业务异常。