如何正确使用 Bean Validation 进行数据校验｜得物技术

在前后端开发过程中，数据校验是一项必须且常见的事，从展示层、业务逻辑层到持久层几乎每层都需要数据校验。如果在每一层中手工实现验证逻辑，既耗时又容易出错。

为了避免重复这些验证，通常的做法是将验证逻辑直接捆绑到领域模型中，通过元数据（默认是注解）去描述模型， 生成校验代码，从而使校验从业务逻辑中剥离，提升开发效率，使开发者更专注业务逻辑本身。

在 Spring 中，目前支持两种不同的验证方法：Spring Validation 和 JSR-303 Bean Validation，即 @Validated（org . springframework.validation.annotation.Validated）和 @Valid（javax.validation.Valid）。两者都可以通过定义模型的约束来进行数据校验，虽然两者使用类似，在很多场景下也可以相互替换，但实际上却完全不同，这些差别长久以来对我们日常使用产生了较大疑惑，本文主要梳理其中的差别、介绍 Validation 的使用及其实现原理，帮助大家在实践过程中更好使用 Validation 功能。

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，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 是用于 Bean Validation 的 Java API 规范，该规范是 Jakarta EE and JavaSE 的一部分，Hibernate Validator 是 Bean Validation 的参考实现。Hibernate Validator 提供了 JSR 303 规范中所有内置 Constraint 的实现，除此之外还有一些附加的 Constraint。（最新的为 JSR-380 为 Bean Validation 3.0）

常用的校验注解补充：

@NotBlank 检查约束字符串是不是 Null 还有被 Trim 的长度是否大于，只对字符串，且会去掉前后空格。

@NotEmpty 检查约束元素是否为 Null 或者是 Empty。

@Length 被检查的字符串长度是否在指定的范围内。

@Email 验证是否是邮件地址，如果为 Null，不进行验证，算通过验证。

@Range 数值返回校验。

@IdentityCardNumber 校验身份证信息。

@UniqueElements 集合唯一性校验。

@URL 验证是否是一个 URL 地址。

上文提到 Spring 支持两种不同的验证方法：Spring Validation 和 JSR-303 Bean Validation（下文使用@Validated和@Valid替代）。

• 为什么会同时存在两种方式？

Spring 增加 @Validated 是为了支持分组校验，即同一个对象在不同的场景下使用不同的校验形式。比如有两个步骤用于提交用户资料，后端复用的是同一个对象，第一步验证姓名，电子邮件等字段，然后在后续步骤中的其他字段中。这时候分组校验就会发挥作用。

• 为什么不合入到 JSR-303 中？

之所以没有将它添加到 @Valid 注释中，是因为它是使用 Java 社区过程(JSR-303)标准化的，这需要时间，而 Spring 开发者想让人们更快地使用这个功能。

• @Validated 的内置自动化校验

Spring 增加 @Validated 还有另一层原因，Bean Validation 的标准做法是在程序中手工调用 Validator 或者 ExecutableValidator 进行校验，为了实现自动化，通常通过 AOP、代理等方法拦截技术来调用。而 @Validated 注解就是为了配合 Spring 进行 AOP 拦截，从而实现 Bean Validation 的自动化执行。

• @Validated 和 @Valid 的区别

@Valid 是 JSR 标准 API，@Validated 扩展了 @Valid 支持分组校验且能作为 SpringBean 的 AOP 注解，在 SpringBean 初始化时实现方法层面的自动校验。最终还是使用了 JSR API 进行约束校验。

// 正常应该引入hibernate-validator，是JSR的参考实现
<dependency>    <groupId>org.hibernate.validator</groupId>    <artifactId>hibernate-validator</artifactId></dependency>// Spring在stark中集成了，所以hibernate-validator可以不用引入<dependency>  <groupId>org.springframework.boot</groupId>  <artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId></dependency>

• 变量层面约束
  

public class EntryApplicationInfoCmd {    /**     * 用户ID     */    @NotNull(message = "用户ID不为空")    private Long userId;
    /**     *   证件类型     */    @NotEmpty(message = "证件类型不为空")    private String certType;}

• 属性层面约束

主要为了限制 Setter 方法的只读属性。属性的 Getter 方法打注释，而不是 Setter。

public class EntryApplicationInfoCmd {    public EntryApplicationInfoCmd(Long userId, String certType) {            this.userId = userId;            this.certType = certType;        }    /**     * 用户ID     */    private Long userId;
    /**     *   证件类型     */    private String certType;        @NotNull    public String getUserId() {        return userId;    }        @NotEmpty    public String getCertType() {        return userId;    }}

• 容器元素约束

public class EntryApplicationInfoCmd {    ...    List<@NotEmpty Long> categoryList;}

• 类层面约束

@CategoryBrandNotEmptyRecord 是自定义类层面的约束，也可以约束在构造函数上。

@CategoryBrandNotEmptyRecordpublic class EntryApplicationInfoCmd {    /**     * 用户ID     */    @NotNull(message = "用户ID不为空")    private Long userId;           List<@NotEmpty Long> categoryList;}

• 嵌套约束

嵌套对象需要额外使用 @Valid 进行标注（@Validate 不支持，为什么？请看产生的背景）。

public class EntryApplicationInfoCmd {    /**     *  主营品牌     */      @Valid    @NotNull     private MainBrandImagesCmd mainBrandImage;}
public class MainBrandImagesCmd {    /**     *  品牌名称     */      @NotEmpty     private String brandName;;}

• 手工验证Bean约束

// 获取校验器ValidatorFactory factory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();Validator validator = factory.getValidator();
// 进行bean层面校验Set<ConstraintViolation<User>> violations = validator.validate(EntryApplicationInfoCmd);// 打印校验信息for (ConstraintViolation<User> violation : violations) {    log.error(violation.getMessage()); }

• 函数参数约束
  

public class MerchantMainApplyQueryService {    MainApplyDetailResp detail(@NotNull(message = "申请单号不能为空") Long id) {        ...    }}

• 函数返回值约束

public class MerchantMainApplyQueryService {    @NotNull    @Size(min = 1)    public List<@NotNull MainApplyStandDepositResp> getStanderNewDeposit(Long id) {        //...    }}

• 嵌套约束

嵌套对象需要额外使用 @Valid 进行标注（@Validate 不支持）。

public class MerchantMainApplyQueryService {    public NewEntryBrandRuleCheckApiResp brandRuleCheck(@Valid @NotNull NewEntryBrandRuleCheckRequest request) {        ...    }}
public class NewEntryBrandRuleCheckRequest {    @NotNull(message = "一级类目不能为空")    private Long level1CategoryId;}

• 在继承中方法约束

Validation 的设计需要遵循里氏替换原则，无论何时使用类型 T，也可以使用 T 的子类型 S，而不改变程序的行为。即子类不能增加约束也不能减弱约束。

子类方法参数的约束与父类行为不一致（错误例子）：

// 继承的方法参数约束不能改变，否则会导致父类子类行为不一致public interface Vehicle {
    void drive(@Max(75) int speedInMph);}
public class Car implements Vehicle {
    @Override    public void drive(@Max(55) int speedInMph) {        //...    }}

方法的返回值可以增加约束（正确例子）：

// 继承的方法返回值可以增加约束public interface Vehicle {
    @NotNull    List<Person> getPassengers();}
public class Car implements Vehicle {
    @Override    @Size(min = 1)    public List<Person> getPassengers() {        //...        return null;    }}

• 手工验证方法约束

方法层面校验使用的是 ExecutableValidator。

// 获取校验器ValidatorFactory factory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();Validator executableValidator = factory.getValidator().forExecutables();
// 进行方法层面校验MerchantMainApplyQueryService service = getService();Method method = MerchantMainApplyQueryService.class.getMethod( "getStanderNewDeposit", int.class );Object[] parameterValues = { 80 };Set<ConstraintViolation<Car>> violations = executableValidator.validateParameters(        service,        method,        parameterValues);// 打印校验信息for (ConstraintViolation<User> violation : violations) {    log.error(violation.getMessage()); }

不同场景复用一个 Model，采用不一样的校验方式。

public class NewEntryMainApplyRequest {    @NotNull(message = "一级类目不能为空")    private Long level1CategoryId;        @NotNull(message = "申请单ID不能为空"， group = UpdateMerchantMainApplyCmd.class)    private Long applyId;        @NotEmpty(message = "审批人不能为空"， group = AddMerchantMainApplyCmd.class)    private String operator;}
// 校验分组UpdateMerchantMainApplyCmd.classNewEntryMainApplyRequest request1 = new NewEntryMainApplyRequest( 29, null, "aaa");Set<ConstraintViolation<NewEntryMainApplyRequest>> constraintViolations = validator.validate( request1, UpdateMerchantMainApplyCmd.class );assertEquals("申请单ID不能为空", constraintViolations.iterator().next().getMessage());
// 校验分组AddMerchantMainApplyCmd.classNewEntryMainApplyRequest request2 = new NewEntryMainApplyRequest( 29, "12345", "");Set<ConstraintViolation<NewEntryMainApplyRequest>> constraintViolations = validator.validate( request2, AddMerchantMainApplyCmd.class );assertEquals("审批人不能为空", constraintViolations.iterator().next().getMessage());

自定义注解：

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.FIELD, ElementType.PARAMETER})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Constraint(validatedBy = MyConstraintValidator.class)public @interface MyConstraint {    String message();
    Class<?>[] groups() default {};
    Class<? extends Payload>[] payload() default {};}

自定义校验器：

public class MyConstraintValidator implements ConstraintValidator<MyConstraint, Object> {    @Override    public void initialize(MyConstraint constraintAnnotation) {        }        @Override    public isValid isValid(Object value, ConstraintValidatorContext context) {         String name = (String)value;         if("xxxx".equals(name)) {             return true;         }                  return false;    }}

使用自定义约束：

public class Test {    @MyConstraint(message = "test")    String name;}

上述 2.6 和 3.5 分别实现了 Bean 和 Method 层面的约束校验，但是每次都主动调用比较繁琐，因此 Spring 在 @RestController 的 @RequestBody 注解中内置了一些自动化校验以及在 Bean 初始化中集成了 AOP 来简化编码。

最常见的应该就是在 RestController 中，校验 @RequestBody 指定参数的约束，使用 @Validated 或者 @Valid（该场景下两者等价）进行约束校验，以至于大部分人理解的 Validation 只要打个注解就可以生效，实际上这只是一种特例。很多人在使用过程中经常遇到约束校验不生效。

• 约束校验生效

Spring-mvc 中在 @RequestBody 后面加 @Validated、@Valid 约束即可生效。

@RestController@RequestMapping("/biz/merchant/enter")public class MerchantEnterController {    @PostMapping("/application")    // 使用@Validated    public HttpMessageResult addOrUpdateV1(@RequestBody @Validated MerchantEnterApplicationReq req){        ...    }    // 使用@Valid    @PostMapping("/application2")    public HttpMessageResult addOrUpdate2(@RequestBody @Valid MerchantEnterApplicationReq req){        ...    }}

• 约束校验不生效

然而下面这个约束其实是不生效的，想要生效得在 MerchantEntryServiceImpl 类目加上 @Validated 注解。

// @Validated 不加不生效@Servicepublic class MerchantEntryService {    public Boolean applicationAddOrUpdate(@Validated MerchantEnterApplicationReq req) {        ...    }        public Boolean applicationAddOrUpdate2(@Valid MerchantEnterApplicationReq req) {        ...    }}

那么究竟为什么会出现这种情况呢，这就需要对 Spring Validation 的注解执行原理有一定的了解。

在 Spring-mvc 中，有很多拦截器对 Http 请求的出入参进行解析和转换，Validation 解析和执行也是类似，其中 RequestResponseBodyMethodProcessor 是用于解析 @RequestBody 标注的参数以及处理 @ResponseBody 标注方法的返回值的。

public class RequestResponseBodyMethodProcessor extends AbstractMessageConverterMethodProcessor {
    @Override    public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {        return parameter.hasParameterAnnotation(RequestBody.class);    }    // 类上或者方法上标注了@ResponseBody注解都行    @Override    public boolean supportsReturnType(MethodParameter returnType) {        return (AnnotatedElementUtils.hasAnnotation(returnType.getContainingClass(), ResponseBody.class) || returnType.hasMethodAnnotation(ResponseBody.class));    }        // 这是处理入参封装校验的入口    @Override    public Object resolveArgument(MethodParameter parameter, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer,            NativeWebRequest webRequest, @Nullable WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception {        parameter = parameter.nestedIfOptional();        // 获取请求的参数对象        Object arg = readWithMessageConverters(webRequest, parameter, parameter.getNestedGenericParameterType());        // 获取参数名称        String name = Conventions.getVariableNameForParameter(parameter);
        // 只有存在binderFactory才会去完成自动的绑定、校验~        if (binderFactory != null) {            WebDataBinder binder = binderFactory.createBinder(webRequest, arg, name);            if (arg != null) {                // 这里完成数据绑定+数据校验~~~~~（绑定的错误和校验的错误都会放进Errors里）                validateIfApplicable(binder, parameter);
                // 若有错误消息hasErrors()，并且仅跟着的一个参数不是Errors类型，Spring MVC会主动给你抛出MethodArgumentNotValidException异常                if (binder.getBindingResult().hasErrors() && isBindExceptionRequired(binder, parameter)) {                    throw new MethodArgumentNotValidException(parameter, binder.getBindingResult());                }            }                    // 把错误消息放进去 证明已经校验出错误了~~~            // 后续逻辑会判断MODEL_KEY_PREFIX这个key的~~~~            if (mavContainer != null) {                mavContainer.addAttribute(BindingResult.MODEL_KEY_PREFIX + name, binder.getBindingResult());            }        }
        return adaptArgumentIfNecessary(arg, parameter);    }        ...}

约束的校验逻辑是在 RequestResponseBodyMethodProcessor.validateIfApplicable 实现的，这里同时兼容了 @Validated 和 @Valid，所以该场景下两者是等价的。

// 校验，如果合适的话。使用WebDataBinder，失败信息最终也都是放在它身上~  // 入参：MethodParameter parameterprotected void validateIfApplicable(WebDataBinder binder, MethodParameter parameter) {    // 拿到标注在此参数上的所有注解们（比如此处有@Valid和@RequestBody两个注解）    Annotation[] annotations = parameter.getParameterAnnotations();    for (Annotation ann : annotations) {        // 先看看有木有@Validated        Validated validatedAnn = AnnotationUtils.getAnnotation(ann, Validated.class);
        // 这个里的判断是关键：可以看到标注了@Validated注解 或者注解名是以Valid打头的 都会有效哦        //注意：这里可没说必须是@Valid注解。实际上你自定义注解，名称只要一Valid开头都成~~~~~        if (validatedAnn != null || ann.annotationType().getSimpleName().startsWith("Valid")) {            // 拿到分组group后，调用binder的validate()进行校验~~~~            // 可以看到：拿到一个合适的注解后，立马就break了~~~            // 所以若你两个主机都标注@Validated和@Valid，效果是一样滴~            Object hints = (validatedAnn != null ? validatedAnn.value() : AnnotationUtils.getValue(ann));            Object[] validationHints = (hints instanceof Object[] ? (Object[]) hints : new Object[] {hints});            binder.validate(validationHints);            break;        }    }

binder.validate() 的实现中使用的 org.springframework.validation.Validator 的接口，该接口的实现为 SpringValidatorAdapter。

public void validate(Object... validationHints) {    Object target = getTarget();    Assert.state(target != null, "No target to validate");    BindingResult bindingResult = getBindingResult();
    for (Validator validator : getValidators()) {       // 使用的org.springframework.validation.Validator,调用SpringValidatorAdapter.validate       if (!ObjectUtils.isEmpty(validationHints) && validator instanceof SmartValidator) {          ((SmartValidator) validator).validate(target, bindingResult, validationHints);       }       else if (validator != null) {          validator.validate(target, bindingResult);       }    }}

在 ValidatorAdapter.validate 实现中，最终调用了 javax.validation.Validator.validate，也就是说最终是调用 JSR 实现，@Validate 只是外层的包装，在这个包装中扩展的分组功能。

public class SpringValidatorAdapter {    ...    private javax.validation.Validator targetValidator;        @Override    public void validate(Object target, Errors errors) {        if (this.targetValidator != null) {           processConstraintViolations(               // 最终是调用JSR实现               this.targetValidator.validate(target), errors));        }    } }

targetValidator.validate 就是 javax.validation.Validator.validate 上述 2.6 Bean 层面手工验证一致。

非Controller的@RequestBody注解，自动执行约束校验，是通过 MethodValidationPostProcessor 实现的，该类继承。

BeanPostProcessor， 在 Spring Bean 初始化过程中读取 @Validated 注解创建 AOP 代理（实现方式与 @Async 基本一致）。该类开头文档注解（JSR 生效必须类层面上打上 @Spring Validated 注解）。

/*** <p>Target classes with such annotated methods need to be annotated with Spring's* {@link Validated} annotation at the type level, for their methods to be searched for* inline constraint annotations. Validation groups can be specified through {@code @Validated}* as well. By default, JSR-303 will validate against its default group only.*/public class MethodValidationPostProcessor extends AbstractBeanFactoryAwareAdvisingPostProcessor       implements InitializingBean {
    private Class<? extends Annotation> validatedAnnotationType = Validated.class;
    @Nullable    private Validator validator;        .....            /**     * 设置Validator     * Set the JSR-303 Validator to delegate to for validating methods.     * <p>Default is the default ValidatorFactory's default Validator.     */    public void setValidator(Validator validator) {       // Unwrap to the native Validator with forExecutables support       if (validator instanceof LocalValidatorFactoryBean) {          this.validator = ((LocalValidatorFactoryBean) validator).getValidator();       }       else if (validator instanceof SpringValidatorAdapter) {          this.validator = validator.unwrap(Validator.class);       }       else {          this.validator = validator;       }    }
    /**     * Create AOP advice for method validation purposes, to be applied * with a pointcut for the specified 'validated' annotation.     * @param validator the JSR-303 Validator to delegate to     * @return the interceptor to use (typically, but not necessarily,     * a {@link MethodValidationInterceptor} or subclass thereof)     * @since 4.2     */    protected Advice createMethodValidationAdvice(@Nullable Validator validator) {       // 创建了方法调用时的拦截器       return (validator != null ? new MethodValidationInterceptor(validator) : new MethodValidationInterceptor());    }
}

真正执行方法调用时，会走到 MethodValidationInterceptor.invoke，进行约束校验。

public class MethodValidationInterceptor implements MethodInterceptor {    @Override    public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {        // Avoid Validator invocation on FactoryBean.getObjectType/isSingleton        if (isFactoryBeanMetadataMethod(invocation.getMethod())) {           return invocation.proceed();        }            // Standard Bean Validation 1.1 API        ExecutableValidator execVal = this.validator.forExecutables();        ...            try {           // 执行约束校验           result = execVal.validateParameters(                 invocation.getThis(), methodToValidate, invocation.getArguments(), groups);        }        catch (IllegalArgumentException ex) {           // Probably a generic type mismatch between interface and impl as reported in SPR-12237 / HV-1011           // Let's try to find the bridged method on the implementation class...           methodToValidate = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(                 ClassUtils.getMostSpecificMethod(invocation.getMethod(), invocation.getThis().getClass()));           result = execVal.validateParameters(                 invocation.getThis(), methodToValidate, invocation.getArguments(), groups);        }                ...            return returnValue;    }}

execVal.validateParameters 就是 javax.validation.executable.ExecutableValidator.validateParameters 与上述 3.5 方法层面手工验证一致。

参考文章：

https://docs.jboss.org/hibernate/stable/validator/reference/en-US/html_single

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