探索Spring Validation：优雅实现后端数据验证的艺术

在现代Web应用开发中，数据验证是一项至关重要的任务，确保应用程序接收到的用户输入符合预期规范，不仅能够提高系统的健壮性，也能有效防止潜在的安全漏洞。Spring Framework通过其内置的Spring Validation模块，为我们提供了强大的数据验证功能，本文将带你深入了解Spring Validation的实现原理及其最佳实践。

一、Spring Validation简介

Spring Validation是基于Java Bean Validation规范（JSR 303/349 for Java EE 6/7，JSR 380 for Java EE 8）实现的，主要依赖的是Hibernate Validator作为默认的实现引擎。它允许我们在Java Bean的属性上声明验证注解，从而在运行时对这些属性进行条件性验证。

在实际项目我们需要对客户端传递到服务端的参数进行校验，用于判定请求参数的合法性，假如请求参数不合法则不可以再去执行后续的业务了。那如何校验呢？

一种方式是我们在控制层方法中每次都自己进行参数有效值的判断，不合法可以抛出异常，但是工作量和代码复杂度会比较高；

第二种方式就是采用市场上主流的 Spring Validation 框架去实现校验，所以 Spring Validation 框架的主要作用是检查参数的基本有效性。

二、集成与配置

1. 引入依赖

在Maven或Gradle构建项目中，我们需要引入Hibernate Validator的相关依赖，例如在Maven的pom.xml文件中添加：

Xml

1<dependency>
2    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
3    <artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
4</dependency>

2.使用注解

Spring Validation提供了丰富的预定义注解，如@NotNull，@NotEmpty，@NotBlank，@Size，@Range等，可以直接应用于实体类的字段上：

@NotNull注解

作用：用于验证对象是否为 null

用法： @NotNull 注解用于对象类型上

示例

@NotNull(message = "用户名不能为null")
private String username;

@NotEmpty注解

作用：用于验证字符串是否为空，并且会检查是否为 null 值（为null值时报错）

用法：用于字符串类型上

示例

@NotEmpty(message = "用户名不能为空")
private String username;

@NotBlank注解

作用：不允许为空白，即不允许是“仅由空格、TAB等空白值组成的字符串”，也不允许为空字符串，也不允许为空值null

用法：用于字符串类型上

示例

@NotBlank(message = "用户名不能为空白串")
private String username;

@Size注解

作用：可以指定最小值和最大值限制字符串的长度串，也不允许为空值null

用法：用于字符串类型参数

示例

@Size(min = 6, max = 20, message = "用户名长度必须在6到20之间")
private String username;

@Range 注解

作用：用于验证数字类型字段的取值范围，通过配置min和max属性来限制数值类型参数的值区间包括最小值和最大值

用法：用于数值类型参数

示例

@Range(min = 1, max = 10, message = "年龄必须在1-10岁之间")
private int age;

@Range(min = 0.1, max = 1.0, message = "成绩必须在0.1到1.0之间")
private double score;

三、验证流程与控制器处理

控制器层处理：在Spring MVC的Controller中，我们可以使用@Valid注解来触发模型对象的验证，紧接着一个BindingResult对象用于捕获验证结果：

1@PostMapping("/users")
2public ResponseEntity<?> createUser(@Valid @RequestBody User user, BindingResult bindingResult) {
3    if (bindingResult.hasErrors()) {
4        // 处理验证错误
5        return handleValidationError(bindingResult);
6    } else {
7        // 验证通过，继续处理业务逻辑
8        userService.createUser(user);
9        return ResponseEntity.ok().build();
10    }
11}

自定义注解与验证器：对于更复杂或特定的验证需求，Spring Validation允许我们自定义注解并编写相应的验证器实现javax.validation.ConstraintValidator接口：

1@Target({ElementType.FIELD})
2@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
3@Constraint(validatedBy = EncryptedIdValidator.class)
4public @interface EncryptedId {
5    String message() default "加密ID格式不正确";
6    Class<?>[] groups() default {};
7    Class<? extends Payload>[] payload() default {};
8}
9
10public class EncryptedIdValidator implements ConstraintValidator<EncryptedId, String> {
11    // 实现自定义的验证逻辑
12    ...
13}

四、快速入门

1. 在处理请求的方法的参数列表中，在POJO类型的参数上添加 @Validated 注解，表示需要通过 Spring Validation框架检查此参数，例如UserController中注册功能：

@ApiOperation(value = "注册功能")
@PostMapping("reg")
public JsonResult reg(@RequestBody @Validated UserRegDTO userRegDTO){}

2. 在此POJO类中的属性上，添加对应的检查注解，以配置检查规则，例如，添加 @NotNull 注解，就表示“不允许为 null ”的规则！

在 UserRegDTO 类

@Data
public class UserRegDTO {
    @NotNull
    @ApiModelProperty(value = "用户名", required = true, example = "赵丽颖")
    private String username;
    @ApiModelProperty(value = "密码", required = true, example = "123456")
    private String password;
    @ApiModelProperty(value = "昵称", required = true, example = "萤火虫")
    private String nickname;
}

3. 重启工程，在Knife4j中测试，当提交请求时，如果没有提交username参数，服务器端将响应 400 错误。

同时在终端也会出现异常

五、异常处理与响应

1.处理异常

为了给前端提供友好的反馈，通常我们会统一处理验证失败时的异常，将其转换成HTTP状态码和错误信息：

第1步：全局异常处理器 GlobalExceptionHandler 中定义处理异常方法

@ExceptionHandler
public JsonResult handleBindException(MethodArgumentNotValidException ex){
    return new JsonResult(3002, "请求参数错误");
}

第2步：重启工程，在Knife4j中测试

2.明确提示信息

当提交的 username 的值为 null 时，可以发现异常已被处理！

但是，处理结果并不合适，因为，客户端得到此结果后，仍无法明确出现了什么错误！

所有的检查注解都可以配置 message 参数，用于对错误进行描述。

第1步： @NotNull 注解中添加 message 参数

@NotNull(message = "必须提交用户名")
private String username;

第2步：自定义枚举状态码 StatusCode

VALIDATE_ERROR(3002, "参数校验失败")

第3步：异常方法中获取提示信息 message

在处理异常时，需要调用 MethodArgumentNotValidException 对象的

getFieldError().getDefaultMessage() 获取以上配置的描述文本

@ExceptionHandler
public JsonResult handleBindException(MethodArgumentNotValidException ex){
    /*
        ex.getFieldError().getDefaultMessage():获取 @NotNull(message="xxx") 中
message的消息
    */
    String message = ex.getFieldError().getDefaultMessage();
    return new JsonResult(StatusCode.VALIDATE_ERROR, message);
}

第3步：重启工程，在Knife4j中测试

六、非POJO类参数校验

在 Spring Validation 中，除了对 POJO（Plain Old Java Object）进行校验的功能外，还支持对非 POJO 进行校验，比如 String、Integer、Double 等类型的参数。

1.使用流程

在当前方法所在的类上添加 @Validated 注解
在参数上添加对应的检查注解

2.使用示例

对于微博详情页的 id 参数进行范围校验，范围只能在1-10之间

第1步：在类 WeiboController 中添加 @Validated 注解

@Validated
public class WeiboController {}

第2步：在控制器方法参数 id 上添加对应的检查注解

public JsonResult selectById(@Range(min = 1, max=10, message = "请提交合法的ID
值！") int id)

第3步：重启工程，在Knife4j或者浏览器中测试

七、总结

Spring Validation的使用极大地简化了Java应用程序中的数据验证过程，通过标准化的注解机制实现了业务逻辑和数据验证的分离，提高了代码的可读性和可维护性。同时，它也具有良好的扩展性，让我们能够轻松应对各类复杂的验证场景，确保了系统数据质量的同时提升了用户体验。

通过深入理解和灵活运用Spring Validation，开发者能够在后端建立起坚固的数据过滤防线，为构建安全可靠的应用程序打下坚实基础。而随着RESTful API设计的流行，Spring Validation更是成为了保障API契约得到严格遵循的重要工具之一。

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