详解SptingBoot参数校验机制,使用校验不再混乱

前言
Spring Validation 验证框架提供了非常便利的参数验证功能,只需要@Validated或者@Valid以及一些规则注解即可校验参数。
本人看网上很多 SpringBoot 参数校验教程以 "单个参数校验" 和 "实体类参数校验" 这两个角度来分类(或者"Get 方法"和"Post 方法"分类,实际上也是一样的,甚至这种更容易让人产生误解)。
这种分类很容易让人觉得混乱:注解 @Validated一会要标在类上面,一会又要标在参数前;异常又要处理BindException,又要处理ConstraintViolationException
刚看的时候可能还记得住,过一段时间就容易记混了,特别是当两种方式同时在一个类里,就不记得到底怎么用,最后可能干脆全部都加上@Validated注解了。
本文就从校验机制的角度进行分类,SpringBoot 的参数校验有两套机制,执行的时候会同时被两套机制控制。 两套机制除了控制各自的部份外,有部分是重叠的,这部分又会涉及优先级之类的问题。 但是只要知道了两个机制是什么,且了解
Spring 流程,就再也不会搞混了。
校验机制
这两套校验机制,第一种由 SpringMVC 控制。这种校验只能在"Controller"层使用,需要在被校验的对象前标注@Valid@Validated,或者自定义的名称以'Valid'开头的注解,如:

@Slfj @RestController @RequestMapping public class ValidController { @GetMapping("get1") public void get1(@Validated ValidParam param) { log.info("param: {}", param); } }@Data public class ValidParam { @NotEmpty private String name; @Min(1) private int age; }

另一种被 AOP 控制。这种只要是 Spring 管理的 Bean 就能生效,所以"Controller","Service","Dao"层等都可以用这种参数校验。 需要在被校验的类上标注@Validated
注解,然后如果校验单个类型的参数,直接在参数前标注@NotEmpty之类的校验规则注解;如果校验对象,则在对象前标注@Valid注解(这里只能用@Valid,其他都无法生效,原因后面说明),如:
@Slf4j @Validated @RestController @RequestMapping public class ValidController { /** * 校验对象 */ @GetMapping("get2") public void get2(@Valid ValidParam param) { log.info("param: {}", param); }/** * 校验参数 */ @GetMapping("get3") public void get3(@NotEmpty String name, @Max(1) int age) { log.info("name: {}, age: {}", name, age); } }@Data public class ValidParam { @NotEmpty private String name; @Min(1) private int age; }

SpringMVC 校验机制详解
首先大致了解一下 SpringMVC 执行流程:
  1. 通过 DispatcherServlet 接收所有的前端发起的请求
  2. 通过配置获取对应的 HandlerMapping,将请求映射到处理器。即根据解析 url, http 协议,请求参数等找到对应的 Controller 的对应 Method 的信息。
  3. 通过配置获取对应的 HandlerAdapter,用于实际处理和调用 HandlerMapping。即实际上是 HandlerAdapter 调用到用户自己写的 Controller 的 Method。
  4. 通过配置获取对应的 ViewResolver,处理上一步调用获取的返回数据。
参数校验的功能是在步骤 3 做的,客户端请求一般通过RequestMappingHandlerAdapter一系列配置信息和封装,最终调用到ServletInvocableHandlerMethod.invokeHandlerMethod()方法。
HandlerMethod 这个ServletInvocableHandlerMethod继承了InvocableHandlerMethod,作用就是负责调用HandlerMethod
HandlerMethod是 SpringMVC 中非常重要的一个类,大家最常接触的地方就是在拦截器HandlerInterceptor中的第三个入参Object handler,虽然这个入参是Object
类型的,但通常都会强转成HandlerMethod。 它用于封装“Controller”,几乎所有在调用时可能用到的信息,如方法、方法参数、方法上的注解、所属类,都会被提前处理好放到这个类里。
HandlerMethod本身只封装存储数据,不提供具体的使用方法,所以InvocableHandlerMethod就出现了,它负责去执行HandlerMethod,而ServletInvocableHandlerMethod在其基础上增加了返回值和响应状态码的处理。
这里贴一下源码作者对这两个类的注释:
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InvocableHandlerMethod调用HandlerMethod的代码:
public Object invokeForRequest(NativeWebRequest request, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer, Object... providedArgs) throws Exception { Object[] args = getMethodArgumentValues(request, mavContainer, providedArgs); if (logger.isTraceEnabled()) { logger.trace("Arguments: " + Arrays.toString(args)); } return doInvoke(args); }

第一行getMethodArgumentValues()就是把请求参数映射到 Java 对象的方法,来看看这个方法:
protected Object[] getMethodArgumentValues(NativeWebRequest request, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer, Object... providedArgs) throws Exception { // 1. 获取 Method 方法中的入参信息 MethodParameter[] parameters = getMethodParameters(); if (ObjectUtils.isEmpty(parameters)) { return EMPTY_ARGS; }Object[] args = new Object[parameters.length]; for (int i = 0; i < parameters.length; i++) { MethodParameter parameter = parameters[i]; // 2. 初始化参数名的查找方式或框架,如反射,AspectJ、Kotlin 等 parameter.initParameterNameDiscovery(this.parameterNameDiscoverer); // 3. 如果 getMethodArgumentValues() 方法第三个传参提供了一个参数,则这里用这个参数。(正常请求不会有这个参数,SpringMVC 处理异常的时候内部自己生成的) args[i] = findProvidedArgument(parameter, providedArgs); if (args[i] != null) { continue; } if (!this.resolvers.supportsParameter(parameter)) { throw new IllegalStateException(formatArgumentError(parameter, "No suitable resolver")); } try { // 4. 用对应的 HandlerMethodArgumentResolver 转换参数 args[i] = this.resolvers.resolveArgument(parameter, mavContainer, request, this.dataBinderFactory); } catch (Exception ex) { // Leave stack trace for later, exception may actually be resolved and handled... if (logger.isDebugEnabled()) { String exMsg = ex.getMessage(); if (exMsg != null && !exMsg.contains(parameter.getExecutable().toGenericString())) { logger.debug(formatArgumentError(parameter, exMsg)); } } throw ex; } } return args; }

方法里最主要的是this.resolvers.resolveArgument(parameter, mavContainer, request, this.dataBinderFactory); ,调用HandlerMethodArgumentResolver接口的实现类处理参数。
HandlerMethodArgumentResolver HandlerMethodArgumentResolver也是 SpringMVC 中非常重要的一个组件部分,用于将方法参数解析为参数值的策略接口,我们常说的自定义参数解析器。接口有两个方法:
supportsParameter方法用户判定该 MethodParameter 是否由这个 Resolver 处理
resolveArgument方法用于解析参数成方法的入参对象。
public interface HandlerMethodArgumentResolver { boolean supportsParameter(MethodParameter parameter); Object resolveArgument(MethodParameter parameter, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest, @Nullable WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception; }

SpringMVC 自身提供了非常多的HandlerMethodArgumentResolver实现类,如:
RequestResponseBodyMethodProcessor@RequestBody注解的参数)
RequestParamMethodArgumentResolver@RequestParam注解的参数,或者没其他 Resolver 匹配的 Java 基本数据类型)
RequestHeaderMethodArgumentResolver@RequestHeaderMethodArgumentResolver注解的参数)
ServletModelAttributeMethodProcessor@ModelAttribute注解的参数,或者没其他 Resolver 匹配的自定义对象) 等等。
我们以ServletModelAttributeMethodProcessor为例,看看其resolveArgument是怎么样的:
public final Object resolveArgument(MethodParameter parameter, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer, NativeWebRequest webRequest, @Nullable WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception {// ... // 获取参数名称以及异常处理等,这里省略。..if (bindingResult == null) {// bindingResult 为空表示没有异常 // 1. binderFactory 创建对应的 DataBinder WebDataBinder binder = binderFactory.createBinder(webRequest, attribute, name); if (binder.getTarget() != null) { if (!mavContainer.isBindingDisabled(name)) { // 2. 绑定数据,即实际注入数据到入参对象里 bindRequestParameters(binder, webRequest); } // 3. 校验数据,即 SpringMVC 参数校验的入口 validateIfApplicable(binder, parameter); if (binder.getBindingResult().hasErrors() && isBindExceptionRequired(binder, parameter)) { // 4. 检查是否有 BindException 数据校验异常 throw new BindException(binder.getBindingResult()); } } if (!parameter.getParameterType().isInstance(attribute)) { // 如果入参对象为 Optional 类型,SpringMVC 会帮忙转一下 attribute = binder.convertIfNecessary(binder.getTarget(), parameter.getParameterType(), parameter); } bindingResult = binder.getBindingResult(); }// 添加绑定结果到 mavContainer 中 Map bindingResultModel = bindingResult.getModel(); mavContainer.removeAttributes(bindingResultModel); mavContainer.addAllAttributes(bindingResultModel); return attribute; }

在代码中步骤 4 调用validateIfApplicable方法看名字就是校验的,看看代码:
protected void validateIfApplicable(WebDataBinder binder, MethodParameter parameter) { for (Annotation ann : parameter.getParameterAnnotations()) { // 判定是否要做校验,同时获取 Validated 的分组信息 Object[] validationHints = ValidationAnnotationUtils.determineValidationHints(ann); if (validationHints != null) { // 调用校验 binder.validate(validationHints); break; } } }

ValidationAnnotationUtils.determineValidationHints(ann)方法用于判定这个参数对象是否有满足参数校验条件的注释,并且返回对应的分组信息 (@Validated的分组功能)。
public static Object[] determineValidationHints(Annotation ann) { Class annotationType = ann.annotationType(); String annotationName = annotationType.getName(); // @Valid 注解 if ("javax.validation.Valid".equals(annotationName)) { return EMPTY_OBJECT_ARRAY; } // @Validated 注解 Validated validatedAnn = AnnotationUtils.getAnnotation(ann, Validated.class); if (validatedAnn != null) { Object hints = validatedAnn.value(); return convertValidationHints(hints); } // 用户自定义的以 "Valid" 开头的注解 if (annotationType.getSimpleName().startsWith("Valid")) { Object hints = AnnotationUtils.getValue(ann); return convertValidationHints(hints); } return null; }

这里就是开头说的『这种校验只能在"Controller"层使用,需要在被校验的对象前标注@Valid@Validated,或者自定义的名称以'Valid'开头的注解』的 SpringMVC 判定是否要做校验的代码。
如果是@Validated则返回@Validated里的分组数据,否则返回空数据,如果没有符合条件的注解,则返回 null。
判定完校验条件,接着binder.validate(validationHints); 会调用到SmartValidator处理分组信息,最终调用到org.hibernate.validator.internal.engine.ValidatorImpl.validateValue方法去做实际的校验逻辑。
总结一下:
SpringMVC 的校验是在HandlerMethodArgumentResolver的实现类中,resolveArgument 方法实现的代码中编写相应的校验规则,是否校验的判定是由ValidationAnnotationUtils.determineValidationHints(ann)来决定。
然而只有ModelAttributeMethodProcessorAbstractMessageConverterMethodArgumentResolver这两个抽象类的 resolveArgument 方法编写了校验逻辑,实现类分别为:
ServletModelAttributeMethodProcessor(@ModelAttribute注解的参数,或者没其他 Resolver 匹配的自定义对象)
HttpEntityMethodProcessor(HttpEntityRequestEntity对象)
RequestPartMethodArgumentResolver(@RequestPart注解的参数或MultipartFile类)
RequestResponseBodyMethodProcessor(@RequestBody注解的对象)
开发中经常使用的@RequestParam注解的参数或者说单个参数的 Resolver 并没有实现校验逻辑,但是这部分在使用中也能被校验,那是因为这部分校验是交给 AOP 机制的校验规则处理的。
AOP 校验机制详解
在上面『SpringMVC 校验机制详解』部分提到在 DispatcherServlet 的流程中,会有InvocableHandlerMethod调用HandlerMethod的代码,这里再回顾一下:
public Object invokeForRequest(NativeWebRequest request, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer, Object... providedArgs) throws Exception { Object[] args = getMethodArgumentValues(request, mavContainer, providedArgs); if (logger.isTraceEnabled()) { logger.trace("Arguments: " + Arrays.toString(args)); } return doInvoke(args); }

这个getMethodArgumentValues方法在上面分析了,会获取到 request 中的参数并校验组装成 Method 需要的参数,这一节看看doInvoke(args)方法做了什么。
protected Object doInvoke(Object... args) throws Exception { Method method = getBridgedMethod(); ReflectionUtils.makeAccessible(method); try { if (KotlinDetector.isSuspendingFunction(method)) { return CoroutinesUtils.invokeSuspendingFunction(method, getBean(), args); } return method.invoke(getBean(), args); } catch (IllegalArgumentException ex) { // ... // 一堆异常的处理,这里省略 } }

doInvoke获取到HandlerMethod里的 Method 和 Bean 对象,然后通过 java 原生反射功能调用到我们编写的 Controller 里的业务代码。
MethodValidationInterceptor 既然这里获取的是 Spring 管理的 Bean 对象,那么肯定是被"代理"过的,要代理肯定就要有切点切面,那就看看@Validated注解被什么类调用过。发现有个名叫MethodValidationInterceptor的类调用到了,
这名字一看就和校验功能有关,且是个拦截器,看看这个类的注释。
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注释写的很直接,第一句就说这是 AOP 的MethodInterceptor的实现类,提供了方法级的校验功能。
MethodValidationInterceptor算是 AOP 机制中的通知(Advice)部分,由MethodValidationPostProcessor类注册到 Spring 的 AOP 管理中:
public class MethodValidationPostProcessor extends AbstractBeanFactoryAwareAdvisingPostProcessor implements InitializingBean {private Class validatedAnnotationType = Validated.class; // ... // 省略一部分 set 代码。..@Override public void afterPropertiesSet() { // 切点判定是否由 Validated 注解 Pointcut pointcut = new AnnotationMatchingPointcut(this.validatedAnnotationType, true); this.advisor = new DefaultPointcutAdvisor(pointcut, createMethodValidationAdvice(this.validator)); }protected Advice createMethodValidationAdvice(@Nullable Validator validator) { return (validator != null ? new MethodValidationInterceptor(validator) : new MethodValidationInterceptor()); } }

afterPropertiesSet初始化 Bean的时候,Pointcut pointcut = new AnnotationMatchingPointcut(this.validatedAnnotationType, true); 创建了一个AnnotationMatchingPointcut的切点类,会把类上有Validated注解的做 AOP 代理。
【详解SptingBoot参数校验机制,使用校验不再混乱】所以只要是被 Spring 管理的 Bean 就可以用 AOP 机制做参数校验,并且被校验的方法所在的类或接口上要有Validated注解。。
现在来看一下MethodValidationInterceptor里的代码逻辑:
public class MethodValidationInterceptor implements MethodInterceptor {// ... // 省略构造方法和 set 代码。..@Override @Nullable public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable { // 跳过 FactoryBean 类的一些关键方法不校验 if (isFactoryBeanMetadataMethod(invocation.getMethod())) { return invocation.proceed(); }// 1. 获取 Validated 里的 Group 分组信息 Class[] groups = determineValidationGroups(invocation); // 2. 获取校验器类 ExecutableValidator execVal = this.validator.forExecutables(); Method methodToValidate = invocation.getMethod(); Set> result; Object target = invocation.getThis(); Assert.state(target != null, "Target must not be null"); try { // 3. 调用校验方法校验入参 result = execVal.validateParameters(target, methodToValidate, invocation.getArguments(), groups); } catch (IllegalArgumentException ex) { // 处理对象里的泛型信息 methodToValidate = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod( ClassUtils.getMostSpecificMethod(invocation.getMethod(), target.getClass())); result = execVal.validateParameters(target, methodToValidate, invocation.getArguments(), groups); } if (!result.isEmpty()) { throw new ConstraintViolationException(result); }Object returnValue = https://www.it610.com/article/invocation.proceed(); // 4. 调用校验方法校验返回值 result = execVal.validateReturnValue(target, methodToValidate, returnValue, groups); if (!result.isEmpty()) { throw new ConstraintViolationException(result); }return returnValue; }protected Class[] determineValidationGroups(MethodInvocation invocation) { Validated validatedAnn = AnnotationUtils.findAnnotation(invocation.getMethod(), Validated.class); if (validatedAnn == null) { Object target = invocation.getThis(); Assert.state(target != null, "Target must not be null"); validatedAnn = AnnotationUtils.findAnnotation(target.getClass(), Validated.class); } return (validatedAnn != null ? validatedAnn.value() : new Class[0]); } }

这里invoke代理方法主要做了几个步骤:
  1. 调用determineValidationGroups方法获取 Validated 里的 Group 分组信息。优先查找方法上的Validated注解来获取分组信息,如果没有则用类上的Validated注解的分组信息。
  2. 获取校验器类,通常为ValidatorImpl
  3. 调用校验方法ExecutableValidator.validateParameters校验入参,如果抛出IllegalArgumentException
    异常,尝试获取其泛型信息再次校验。如果参数校验不通过会抛出ConstraintViolationException异常
  4. 调用校验方法ExecutableValidator.validateReturnValue校验返回值。如果参数校验不通过会抛出ConstraintViolationException异常
总结一下:
SpringMVC 会通过反射调用到 Controller 对应的业务代码,被调用的类就是被 Spring AOP 代理的类,会走 AOP 机制。
校验功能是在 MethodValidationInterceptor类中调用的,调用 ExecutableValidator.validateParameters方法校验入参,调用 ExecutableValidator.validateReturnValue方法校验返回值
SpringMVC 和 AOP 校验机制总结与比对
  1. SpringMVC 只有方法入参对象前有@Valid@Validated,或者自定义的名称以'Valid'开头的注解才生效;AOP 需要先在类上标注@Validated
    , 然后方法入参前标注校验规则注解(如:@NotBlank),或者校验对象前标注@Valid
  2. SpringMVC 在HandlerMethodArgumentResolver实现类中做参数校验,所以只能在 Controller 层校验生效,并且只有部分HandlerMethodArgumentResolver实现类有校验功能(如RequestParamMethodArgumentResolver就没有);AOP 是 Spring 的代理机制,所以只要 Spring 代理的 Bean
    即可做校验。
  3. 目前 SpringMVC 校验只能校验自定义对象的入参,无法校验返回值(现在 Spring 提供的HandlerMethodArgumentResolver没有做这个功能,可以通过自己实现 Resolver 来实现);AOP 可以校验基本数据类型,可以校验返回值。
  4. SpringMVC 在校验不通过时会抛出BindException异常(MethodArgumentNotValidException在 Spring5.3 版本也变为BindException的子类); AOP
    校验在校验不通过时抛出ConstraintViolationException异常。(Tip: 所以可以通过抛出的异常来判定走的哪个校验流程,方便定位问题)。
  5. 在 Controller 层校验时会先走 SpringMVC 流程,然后再走 AOP 校验流程。
原文地址:详解SptingBoot参数校验机制,使用校验不再混乱

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