详述Spring对数据校验支持的核心API：SmartValid

2019-07-26 本文已影响0人 YourBatman

每篇一句

要致富，先修路。要使用，先...基础是需要垒砌的，做技术切勿空中楼阁

前言

浩浩荡荡的把一般程序员都不太关注的Bean Validation话题讲了这么久，期间小伙伴wx我说一直还没看到他最想看到的内容，我问最想看到啥？他说显然是数据校验在Spring中的使用啊。我想若不出意外，这应该是众多小伙伴的共同心声吧，但路漫漫其修远兮，也得上下求索，本文将切入到最关心的Spring中来~

要想深入了解Spring对Bean Validation的支持，org.springframework.validation.beanvalidation这个包里面的这几个关键API必须搞明白喽，这样再使用起@Valid结合Spring时时才能更加的收放自如~

说明：这个包所在的jar是spring-context，属于Spring上下文的核心功能模块

我把这个包内的类图截图如下，供以参考：

Spring虽然没有直接实现Bean校验这块的JSR规范，但是从Spring3.0开始，Spring就提供了对Bean Validation的支持。

3.0提供了Bean级别的校验
3.1提供了更加强大的方法级别的校验

BeanValidationPostProcessor

它就是个普通的BeanPostProcessor。它能够去校验Spring容器中的Bean，从而决定允不允许它初始化完成。

比如我们有些Bean某些字段是不允许为空的，比如数据的链接，用户名密码等等，这个时候用上它处理就非常的优雅和高级了~

若校验不通过，在违反约束的情况下就会抛出异常，阻止容器的正常启动~

public class BeanValidationPostProcessor implements BeanPostProcessor, InitializingBean {
    // 这就是我们熟悉的校验器
    // 请注意这里是javax.validation.Validator，而不是org.springframework.validation.Validator
    @Nullable
    private Validator validator;
    // true：表示在Bean初始化之后完成校验
    // false：表示在Bean初始化之前就校验
    private boolean afterInitialization = false;
    ... // 省略get/set

    // 由此可见使用的是默认的校验器（当然还是Hibernate的）
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        if (this.validator == null) {
            this.validator = Validation.buildDefaultValidatorFactory().getValidator();
        }
    }

    // 这个实现太简单了~~~
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if (!this.afterInitialization) {
            doValidate(bean);
        }
        return bean;
    }
    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if (this.afterInitialization) {
            doValidate(bean);
        }
        return bean;
    }

    protected void doValidate(Object bean) {
        Assert.state(this.validator != null, "No Validator set");
        Object objectToValidate = AopProxyUtils.getSingletonTarget(bean);
        if (objectToValidate == null) {
            objectToValidate = bean;
        }
        Set<ConstraintViolation<Object>> result = this.validator.validate(objectToValidate);

        // 拼接错误消息最终抛出
        if (!result.isEmpty()) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder("Bean state is invalid: ");
            for (Iterator<ConstraintViolation<Object>> it = result.iterator(); it.hasNext();) {
                ConstraintViolation<Object> violation = it.next();
                sb.append(violation.getPropertyPath()).append(" - ").append(violation.getMessage());
                if (it.hasNext()) {
                    sb.append("; ");
                }
            }
            throw new BeanInitializationException(sb.toString());
        }
    }
}

这个BeanValidationPostProcessor实现的功能确实非常的简单，无非就是对所有的Bean在初始化前/后进行校验。
我们若是对Spring Bean想做约束的话（比如对属性、构造器等等），使用它就非常的方便~

备注：BeanValidationPostProcessor默认可是没有被装配进容器的~

==org.springframework.validation.Validator==

应用程序特定对象的验证器，这是Spring自己的抽象，注意区别于javax.validation.Validator。这个接口完全脱离了任何基础设施或上下文，也就是说，它没有耦合到只验证Web层、数据访问层或任何层中的对象。它支持应用于程序内的任何层

// 注意：它可不是Spring3后才推出的  最初就有
public interface Validator {
    // 此clazz是否可以被validate
    boolean supports(Class<?> clazz);
    // 执行校验，错误消息放在Errors 装着
    // 可以参考ValidationUtils这个工具类，它能帮助你很多
    void validate(Object target, Errors errors);
}

它的继承树如下：

SmartValidator

这个子接口它扩展增加了校验分组：hints。

// @since 3.1  这个出现得比较晚
public interface SmartValidator extends Validator {
    
    // 注意：这里的Hints最终都会被转化到JSR的分组里去~~
    // 所以这个可变参数，传接口Class对象即可~
    void validate(Object target, Errors errors, Object... validationHints);

    // @since 5.1  简单的说，这个方法子类请复写 否则不能使用
    default void validateValue(Class<?> targetType, String fieldName, @Nullable Object value, Errors errors, Object... validationHints) {
        throw new IllegalArgumentException("Cannot validate individual value for " + targetType);
    }
}

`SpringValidatorAdapter`：校验适配器（重要）

这个实现类Class是非常重要的，它是javax.validation.Validator到Spring的Validator的适配，通过它就可以对接到JSR的校验器来完成校验工作了~

在Spring5.0后，此实现类已完美支持到Bean Validation 2.0

// @since 3.0
public class SpringValidatorAdapter implements SmartValidator, javax.validation.Validator {

    // 通用的三个约束注解都需要有的属性
    private static final Set<String> internalAnnotationAttributes = new HashSet<>(4);
    static {
        internalAnnotationAttributes.add("message");
        internalAnnotationAttributes.add("groups");
        internalAnnotationAttributes.add("payload");
    }

    // 最终都是委托给它来完成校验的~~~
    @Nullable
    private javax.validation.Validator targetValidator;
    public SpringValidatorAdapter(javax.validation.Validator targetValidator) {
        Assert.notNull(targetValidator, "Target Validator must not be null");
        this.targetValidator = targetValidator;
    }

    // 简单的说：默认支持校验所有的Bean类型~~~
    @Override
    public boolean supports(Class<?> clazz) {
        return (this.targetValidator != null);
    }
    // processConstraintViolations做的事一句话解释：
    // 把ConstraintViolations错误消息，全都适配放在Errors（BindingResult）里面存储着
    @Override
    public void validate(Object target, Errors errors) {
        if (this.targetValidator != null) {
            processConstraintViolations(this.targetValidator.validate(target), errors);
        }
    }

    @Override
    public void validate(Object target, Errors errors, Object... validationHints) {
        if (this.targetValidator != null) {
            processConstraintViolations(this.targetValidator.validate(target,  asValidationGroups(validationHints)), errors);
        }
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Override
    public void validateValue(Class<?> targetType, String fieldName, @Nullable Object value, Errors errors, Object... validationHints) {
        if (this.targetValidator != null) {
            processConstraintViolations(this.targetValidator.validateValue(
                    (Class) targetType, fieldName, value, asValidationGroups(validationHints)), errors);
        }
    }

    // 把validationHints都转换为group （支识别Class类型哦）
    private Class<?>[] asValidationGroups(Object... validationHints) {
        Set<Class<?>> groups = new LinkedHashSet<>(4);
        for (Object hint : validationHints) {
            if (hint instanceof Class) {
                groups.add((Class<?>) hint);
            }
        }
        return ClassUtils.toClassArray(groups);
    }

    // 关于Implementation of JSR-303 Validator interface  省略...
}

这个适配器它把所有的Spring接口的校验方法，最终都委托给了org.springframework.validation.Validator，这样就可以完美的和JSR结合起来使用了，功能更加的强大~

虽然本类它是个Class实体类，但是一般来说不建议直接使用它

CustomValidatorBean

可配置（Custom）的Bean类，也同样的实现了双接口。它可以配置ValidatorFactory验证器工厂、MessageInterpolator插值器等...

public class CustomValidatorBean extends SpringValidatorAdapter implements Validator, InitializingBean {

    // javax.validation.ValidatorFactory
    @Nullable
    private ValidatorFactory validatorFactory;
    @Nullable
    private MessageInterpolator messageInterpolator;
    @Nullable
    private TraversableResolver traversableResolver;
    ... // 省略所有set方法（木有get方法）

    // 默认设置~~~~初始化
    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        if (this.validatorFactory == null) {
            this.validatorFactory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
        }

        // 这一句就是new ValidatorContextImpl( this )
        ValidatorContext validatorContext = this.validatorFactory.usingContext();

        // 插值器
        MessageInterpolator targetInterpolator = this.messageInterpolator;
        if (targetInterpolator == null) {
            targetInterpolator = this.validatorFactory.getMessageInterpolator();
        }
        validatorContext.messageInterpolator(new LocaleContextMessageInterpolator(targetInterpolator));
        if (this.traversableResolver != null) {
            validatorContext.traversableResolver(this.traversableResolver);
        }

        // 把已经配置好的这个Validator设置进去~
        setTargetValidator(validatorContext.getValidator());
    }
}

命名中就能可以看出，它是一个Bean，所以可以配合Spring容器一起使用。Spring内部虽然没有直接使用到它，但我们自己有需求的话自己可以使用它（其实更多的还是使用更强的子类）~

==LocalValidatorFactoryBean==

它和CustomValidatorBean平级，都是继承自SpringValidatorAdapter，但是它提供的能力更加的强大，比如Spring处理校验这块最重要的处理器MethodValidationPostProcessor就是依赖于它来给提供验证器~

它是Spring上下文中javax.validation的中心配置类。

// @since 3.0  这个类非常的丰富  实现了接口javax.validation.ValidatorFactory
// 实现了ApplicationContextAware拿到Spring上下文...
// 但其实，它的实际工作都是委托式，自己只提供了各式各样的配置~~~（主要是配置JSR）
public class LocalValidatorFactoryBean extends SpringValidatorAdapter implements ValidatorFactory, ApplicationContextAware, InitializingBean, DisposableBean {
    ... // 省略所有的配置属性
    ... // 省略所有的get/set
    ... // 省略afterPropertiesSet()进行的默认配置初始化  最终调用setTargetValidator(this.validatorFactory.getValidator());

    // 备注：还记得上文吗？上文的validator校验器是从上下文拿的，这里是从工厂拿的
    // 省略所有对ValidatorFactory接口的方法实现~
}

这个类是非常重要的，虽然它也不被Spring直接使用，但是它是基石。

备注：虽然命名后缀是FactoryBean，但它并不是org.springframework.beans.factory.FactoryBean这个接口的子类。
其实这是断句问题，正确断句方式是：Local ValidatorFactory Bean~

OptionalValidatorFactoryBean

@since 4.0.1提供的，它做的唯一一件事：让org.springframework.validation.Validator成为可选（即使没有初始化成功，也不会报错，相当于把异常吃了嘛~）

// @since 4.0.1
public class OptionalValidatorFactoryBean extends LocalValidatorFactoryBean {

    @Override
    public void afterPropertiesSet() {
        try {
            super.afterPropertiesSet();
        } catch (ValidationException ex) {
            LogFactory.getLog(getClass()).debug("Failed to set up a Bean Validation provider", ex);
        }
    }

}

综上，若你想使用org.springframework.validation.SmartValidator来完成对Bean的校验，那就手动定义一个这样的Bean，然后自行调用API校验完成校验~
若你想这一切能面向注解编程，自动完成校验，那就听下文分解吧（也是最为关心，最为重要的内容）~

SpringConstraintValidatorFactory

ConstraintValidatorFactory整个API前问有讲过，本类就是Spring对它的扩展，从而和Spring容器整合了~

public class SpringConstraintValidatorFactory implements ConstraintValidatorFactory {

    private final AutowireCapableBeanFactory beanFactory;
    public SpringConstraintValidatorFactory(AutowireCapableBeanFactory beanFactory) {
        Assert.notNull(beanFactory, "BeanFactory must not be null");
        this.beanFactory = beanFactory;
    }

    // 注意：此处是直接调用了create方法，放进容器
    @Override
    public <T extends ConstraintValidator<?, ?>> T getInstance(Class<T> key) {
        return this.beanFactory.createBean(key);
    }
    // Bean Validation 1.1 releaseInstance method
    public void releaseInstance(ConstraintValidator<?, ?> instance) {
        this.beanFactory.destroyBean(instance);
    }

}

`MessageSourceResourceBundleLocator`

这个类也非常有意思，它扩展了Hibernate包的ResourceBundleLocator国际化，而使用
Spring自己的国际化资源：org.springframework.context.MessageSource

说明：ResourceBundleLocator是它Hibernate的一个SPI，Hibernate内部自己对它可是也有实现的哦~（Bean Validation内部大量的用到了SPI技术，有兴趣的可以了解）

public class MessageSourceResourceBundleLocator implements ResourceBundleLocator {

    private final MessageSource messageSource;
    public MessageSourceResourceBundleLocator(MessageSource messageSource) {
        Assert.notNull(messageSource, "MessageSource must not be null");
        this.messageSource = messageSource;
    }

    @Override
    public ResourceBundle getResourceBundle(Locale locale) {
        return new MessageSourceResourceBundle(this.messageSource, locale);
    }

}

关于MessageSourceResourceBundle它，就相对比较熟悉点了，它不是校验专用的，是Spring整体上用来处理国际化资源：MessageSource，java.util.ResourceBundl的帮助类~

//@since 27.02.2003 java.util.ResourceBundle  它是JDK提供来读取国际化的属性配置文件的  是个抽象类
public class MessageSourceResourceBundle extends ResourceBundle {
    private final MessageSource messageSource;
    private final Locale locale;

    public MessageSourceResourceBundle(MessageSource source, Locale locale) {
        Assert.notNull(source, "MessageSource must not be null");
        this.messageSource = source;
        this.locale = locale;
    }
    public MessageSourceResourceBundle(MessageSource source, Locale locale, ResourceBundle parent) {
        this(source, locale);
        setParent(parent);
    }

    @Override
    @Nullable
    protected Object handleGetObject(String key) {
        try {
            return this.messageSource.getMessage(key, null, this.locale);
        } catch (NoSuchMessageException ex) {
            return null;
        }
    }

    // @since 1.6
    @Override
    public boolean containsKey(String key) {
        try {
            this.messageSource.getMessage(key, null, this.locale);
            return true;
        }
        catch (NoSuchMessageException ex) {
            return false;
        }
    }
    @Override
    public Enumeration<String> getKeys() {
        throw new UnsupportedOperationException("MessageSourceResourceBundle does not support enumerating its keys");
    }
    @Override
    public Locale getLocale() {
        return this.locale;
    }
}

Spring环境下不仅可以使用Hibernate的国际化文件，也可以借助MessageSourceResourceBundleLocator搞自己的。

LocaleContextMessageInterpolator

它是个javax.validation.MessageInterpolator插值器，Spring把它和自己的LocaleContext结合起来了~

// @since 3.0
// org.springframework.context.i18n.LocaleContextHolder#getLocale()
public class LocaleContextMessageInterpolator implements MessageInterpolator {

    private final MessageInterpolator targetInterpolator;
    public LocaleContextMessageInterpolator(MessageInterpolator targetInterpolator) {
        Assert.notNull(targetInterpolator, "Target MessageInterpolator must not be null");
        this.targetInterpolator = targetInterpolator;
    }

    @Override
    public String interpolate(String message, Context context) {
        return this.targetInterpolator.interpolate(message, context, LocaleContextHolder.getLocale());
    }
    @Override
    public String interpolate(String message, Context context, Locale locale) {
        return this.targetInterpolator.interpolate(message, context, locale);
    }

}

Demo Show

想来想去，还是给个Demo非常简单的操作一把吧，此处我以CustomValidatorBean为例对Bean进行校验：

@Getter
@Setter
@ToString
public class Person {


    // 错误消息message是可以自定义的
    @NotNull(message = "{message} -> 名字不能为null", groups = Simple.class)
    public String name;
    @Max(value = 10, groups = Simple.class)
    @Positive(groups = Default.class) // 内置的分组：default
    public Integer age;

    @NotNull(groups = Complex.class)
    @NotEmpty(groups = Complex.class)
    private List<@Email String> emails;
    @Future(groups = Complex.class)
    private Date start;

    // 定义两个组 Simple组和Complex组
    public interface Simple {
    }

    public interface Complex {

    }
}

想容器放入一个校验器：

@Configuration
public class RootConfig {

    @Bean
    public CustomValidatorBean customValidatorBean() {
        return new CustomValidatorBean();
    }

}

使用此校验器校验Person对象（本文为了简单就直接new了哈，当然你也可以是容器内的Bean对象）

@Slf4j
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = {RootConfig.class})
public class TestSpringBean {

    @Autowired
    private SmartValidator smartValidator;

    @Test
    public void test1() {
        Person person = new Person();
        person.setAge(-1);
        person.setStart(new Date());

        Errors errors = new DirectFieldBindingResult(person, "person");
        ValidationUtils.invokeValidator(smartValidator, person, errors, Person.Complex.class);
        System.out.println(errors);

    }

}

打印输出：

org.springframework.validation.DirectFieldBindingResult: 3 errors
Field error in object 'person' on field 'emails': rejected value [null]; codes [NotEmpty.person.emails,NotEmpty.emails,NotEmpty.java.util.List,NotEmpty]; arguments [org.springframework.context.support.DefaultMessageSourceResolvable: codes [person.emails,emails]; arguments []; default message [emails]]; default message [不能为空]
Field error in object 'person' on field 'start': rejected value [Fri Jul 26 11:12:21 CST 2019]; codes [Future.person.start,Future.start,Future.java.util.Date,Future]; arguments [org.springframework.context.support.DefaultMessageSourceResolvable: codes [person.start,start]; arguments []; default message [start]]; default message [需要是一个将来的时间]
Field error in object 'person' on field 'emails': rejected value [null]; codes [NotNull.person.emails,NotNull.emails,NotNull.java.util.List,NotNull]; arguments [org.springframework.context.support.DefaultMessageSourceResolvable: codes [person.emails,emails]; arguments []; default message [emails]]; default message [不能为null]

符合预期。

说明：因为前面说了Bean Validation内的校验类大都是线程安全的，包括校验器javax.validation.Validator也是线程安全的~

总结

从这篇文章开始，关于Bean Validation这块就切入进Spring的应用里了。本文主要描述的是一些支持类，我们了解了它可以通过手动完成对Spring Bean的校验，但是在实际应用中显然不会这么去做，毕竟一切都需要崇尚自动化嘛~

==下一篇，也就是整个Bean Validation的主菜，也就是真正在企业级·Spring·应用中使用的校验方式分析，也就是大家熟悉的@Valid,@Validated以及级联属性的校验问题，欢迎点赞关注~==

知识交流

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详述Spring对数据校验支持的核心API：SmartValid

每篇一句

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BeanValidationPostProcessor

==org.springframework.validation.Validator==

SmartValidator

`SpringValidatorAdapter`：校验适配器（重要）

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==LocalValidatorFactoryBean==

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`MessageSourceResourceBundleLocator`

LocaleContextMessageInterpolator

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