2. Bean Validation 声明式校验方法的参数、返回值

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发布于: 2020 年 09 月 02 日
你必须非常努力，才能干起来毫不费力。本文已被 https://www.yourbatman.cn 收录，里面一并有Spring技术栈、MyBatis、JVM、中间件等小而美的专栏供以免费学习。关注公众号【BAT的乌托邦】逐个击破，深入掌握，
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✍前言你好，我是YourBatman。
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上篇文章 完整的介绍了JSR、Bean Validation、Hibernate Validator的联系和区别，并且代码演示了如何进行基于注解的Java Bean校验，自此我们可以在Java世界进行更完美的契约式编程了，不可谓不方便。
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但是你是否考虑过这个问题：很多时候，我们只是一些简单的独立参数（比如方法入参int age），并不需要大动干戈的弄个Java Bean装起来，比如我希望像这样写达到相应约束效果：
public @NotNull Person getOne(@NotNull @Min(1) Integer id, String name) { ... };
本文就来探讨探讨如何借助Bean Validation 优雅的、声明式的实现方法参数、返回值以及构造器参数、返回值的校验。
声明式除了有代码优雅、无侵入的好处之外，还有一个不可忽视的优点是：任何一个人只需要看声明就知道语义，而并不需要了解你的实现，这样使用起来也更有安全感。
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版本约定Bean Validation版本：2.0.2
Hibernate Validator版本：6.1.5.Final
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✍正文Bean Validation 1.0版本只支持对Java Bean进行校验，到1.1版本就已支持到了对方法/构造方法的校验，使用的校验器便是1.1版本新增的ExecutableValidator ：
public interface ExecutableValidator {
	// 方法校验：参数+返回值
	<T> Set<ConstraintViolation<T>> validateParameters(T object,
													   Method method,
													   Object[] parameterValues,
													   Class<?>... groups);
	<T> Set<ConstraintViolation<T>> validateReturnValue(T object,
														Method method,
														Object returnValue,
														Class<?>... groups);
	// 构造器校验：参数+返回值
	<T> Set<ConstraintViolation<T>> validateConstructorParameters(Constructor<? extends T> constructor,
																  Object[] parameterValues,
																  Class<?>... groups);
	<T> Set<ConstraintViolation<T>> validateConstructorReturnValue(Constructor<? extends T> constructor,
																   T createdObject,
																   Class<?>... groups);
}
其实我们对Executable这个字眼并不陌生，向JDK的接口java.lang.reflect.Executable它的唯二两个实现便是Method和Constructor，刚好和这里相呼应。
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在下面的代码示例之前，先提供两个方法用于获取校验器（使用默认配置），方便后续使用：
// 用于Java Bean校验的校验器
private Validator obtainValidator() {
    // 1、使用【默认配置】得到一个校验工厂  这个配置可以来自于provider、SPI提供
    ValidatorFactory validatorFactory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
    // 2、得到一个校验器
    return validatorFactory.getValidator();
}
// 用于方法校验的校验器
private ExecutableValidator obtainExecutableValidator() {
    return obtainValidator().forExecutables();
}
因为Validator等校验器是线程安全的，因此一般来说一个应用全局仅需一份即可，因此只需要初始化一次。
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校验Java Bean先来回顾下对Java Bean的校验方式。书写JavaBean和校验程序（全部使用JSR标准API），声明上约束注解：
@ToString
@Setter
@Getter
public class Person {
    @NotNull
    public String name;
    @NotNull
    @Min(0)
    public Integer age;
}
@Test
public void test1() {
    Validator validator = obtainValidator();
    Person person = new Person();
    person.setAge(-1);
    Set<ConstraintViolation<Person>> result = validator.validate(person);
    // 输出校验结果
    result.stream().map(v -> v.getPropertyPath() + " " + v.getMessage() + ": " + v.getInvalidValue()).forEach(System.out::println);
}
运行程序，控制台输出：
name 不能为null: null
age 需要在1和18之间: -1
这是最经典的应用了。那么问题来了，如果你的方法参数就是个Java Bean，你该如何对它进行校验呢？
小贴士：有的人认为把约束注解标注在属性上，和标注在set方法上效果是一样的，其实不然，你有这种错觉全是因为Spring帮你处理了写东西，至于原因将在后面和Spring整合使用时展开
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校验方法对方法的校验是本文的重点。比如我有个Service如下：
public class PersonService {
    public Person getOne(Integer id, String name) {
        return null;
    }
}
现在对该方法的执行，有如下约束要求：
id是必传（不为null）且最小值为1，但对name没有要求
返回值不能为null
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下面分为校验方法参数和校验返回值两部分分别展开。
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校验方法参数如上，getOne方法有两个入参，我们需要对id这个参数做校验。如果不使用Bean Validation的话代码就需要这么写校验逻辑：
public Person getOne(Integer id, String name) {
    if (id == null) {
        throw new IllegalArgumentException("id不能为null");
    }
    if (id < 1) {
        throw new IllegalArgumentException("id必须大于等于1");
    }
    return null;
}
这么写固然是没毛病的，但是它的弊端也非常明显：
这类代码没啥营养，如果校验逻辑稍微多点就会显得臭长臭长的
不看你的执行逻辑，调用者无法知道你的语义。比如它并不知道id是传还是不传也行，没有形成契约
代码侵入性强
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优化方案既然学习了Bean Validation，关于校验方面的工作交给更专业的它当然更加优雅：
public Person getOne(@NotNull @Min(1) Integer id, String name) throws NoSuchMethodException {
    // 校验逻辑
    Method currMethod = this.getClass().getMethod("getOne", Integer.class, String.class);
    Set<ConstraintViolation<PersonService>> validResult = obtainExecutableValidator().validateParameters(this, currMethod, new Object[]{id, name});
    if (!validResult.isEmpty()) {
        // ... 输出错误详情validResult
        validResult.stream().map(v -> v.getPropertyPath() + " " + v.getMessage() + ": " + v.getInvalidValue()).forEach(System.out::println);
        throw new IllegalArgumentException("参数错误");
    }
    return null;
}
测试程序就很简单喽：
@Test
public void test2() throws NoSuchMethodException {
    new PersonService().getOne(0, "A哥");
}
运行程序，控制台输出：
getOne.arg0 最小不能小于1: 0
java.lang.IllegalArgumentException: 参数错误
	...
完美的符合预期。不过，arg0是什么鬼？如果你有兴趣可以自行加上编译参数-parameters再运行试试，有惊喜哦~
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通过把约束规则用注解写上去，成功的解决上面3个问题中的两个，特别是声明式约束解决问题3，这对于平时开发效率的提升是很有帮助的，因为契约已形成。
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此外还剩一个问题：代码侵入性强。是的，相比起来校验的逻辑依旧写在了方法体里面，但一聊到如何解决代码侵入问题，相信不用我说都能想到AOP。一般来说，我们有两种AOP方式供以使用：
基于Java EE的@Inteceptors实现
基于Spring Framework实现
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显然，前者是Java官方的标准技术，而后者是实际的标准，所以这个小问题先mark下来，等到后面讲到Bean Validation和Spring整合使用时再杀回来吧。
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校验方法返回值相较于方法参数，返回值的校验可能很多人没听过没用过，或者接触得非常少。其实从原则上来讲，一个方法理应对其输入输出负责的：有效的输入，明确的输出，这种明确就最好是有约束的。
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上面的getOne方法题目要求返回值不能为null。若通过硬编码方式校验，无非就是在return之前来个if(result == null)的判断嘛：
public Person getOne(Integer id, String name) throws NoSuchMethodException {
    // ... 模拟逻辑执行，得到一个result结果，准备返回
    Person result = null;
    // 在结果返回之前校验
    if (result == null) {
        throw new IllegalArgumentException("返回结果不能为null");
    }
    return result;
}
同样的，这种代码依旧有如下三个问题：
这类代码没啥营养，如果校验逻辑稍微多点就会显得臭长臭长的
不看你的执行逻辑，调用者无法知道你的语义。比如调用者不知道返回是是否可能为null，没有形成契约
代码侵入性强
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优化方案话不多说，直接上代码。
public @NotNull Person getOne(@NotNull @Min(1) Integer id, String name) throws NoSuchMethodException {
    // ... 模拟逻辑执行，得到一个result
    Person result = null;
    // 在结果返回之前校验
    Method currMethod = this.getClass().getMethod("getOne", Integer.class, String.class);
    Set<ConstraintViolation<PersonService>> validResult = obtainExecutableValidator().validateReturnValue(this, currMethod, result);
    if (!validResult.isEmpty()) {
        // ... 输出错误详情validResult
        validResult.stream().map(v -> v.getPropertyPath() + " " + v.getMessage() + ": " + v.getInvalidValue()).forEach(System.out::println);
        throw new IllegalArgumentException("参数错误");
    }
    return result;
}
书写测试代码：
@Test
public void test2() throws NoSuchMethodException {
    // 看到没 IDEA自动帮你前面加了个notNull
    @NotNull Person result = new PersonService().getOne(1, "A哥");
}
运行程序，控制台输出：
getOne.<return value> 不能为null: null
java.lang.IllegalArgumentException: 参数错误
	...
这里面有个小细节：当你调用getOne方法，让IDEA自动帮你填充返回值时，前面把校验规则也给你显示出来了，这就是契约。明明白白的，拿到这样的result你是不是可以非常放心的使用，不再战战兢兢的啥都来个if(xxx !=null)的判断了呢？这就是契约编程的力量，在团队内能指数级的提升编程效率，试试吧~
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校验构造方法这个，呃，(⊙o⊙)…...自己动手玩玩吧，记得牢~
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加餐：Java Bean作为入参如何校验？如果一个Java Bean当方法参数，你该如何使用Bean Validation校验呢？
public void save(Person person) {
}
约束上可以提出如下合理要求：
person不能为null
是个合法的person模型。换句话说：person里面的那些校验规则你都得遵守喽
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对save方法加上校验如下：
public void save(@NotNull Person person) throws NoSuchMethodException {
    Method currMethod = this.getClass().getMethod("save", Person.class);
    Set<ConstraintViolation<PersonService>> validResult = obtainExecutableValidator().validateParameters(this, currMethod, new Object[]{person});
    if (!validResult.isEmpty()) {
        // ... 输出错误详情validResult
        validResult.stream().map(v -> v.getPropertyPath() + " " + v.getMessage() + ": " + v.getInvalidValue()).forEach(System.out::println);
        throw new IllegalArgumentException("参数错误");
    }
}
书写测试程序：
@Test
public void test3() throws NoSuchMethodException {
    // save.arg0 不能为null: null
    // new PersonService().save(null);
    new PersonService().save(new Person());
}
运行程序，控制台没有输出，也就是说校验通过。很明显，刚new出来的Person不是一个合法的模型对象，所以可以断定没有执行模型里面的校验逻辑，怎么办呢？难道仍要自己用Validator去用API校验麽？
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好拉，不卖关子了，这个时候就清楚大名鼎鼎的@Valid注解喽，标注如下：
public void save(@NotNull @Valid Person person) throws NoSuchMethodException { ... }
再次运行测试程序，控制台输出：
save.arg0.name 不能为null: null
save.arg0.age 不能为null: null
java.lang.IllegalArgumentException: 参数错误
	...
这才是真的完美了。
小贴士：@Valid注解用于验证级联的属性、方法参数或方法返回类型。比如你的属性仍旧是个Java Bean，你想深入进入校验它里面的约束，那就在此属性头上标注此注解即可。另外，通过使用@Valid可以实现递归验证，因此可以标注在List上，对它里面的每个对象都执行校验
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题外话一句：相信有小伙伴想问@Valid和Spring提供的@Validated有啥区别，我给的答案是：完全不是一回事，纯巧合而已。至于为何这么说，后面和Spring整合使用时给你讲得明明白白的。
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加餐2：注解应该写在接口上还是实现上？这是之前我面试时比较喜欢问的一个面试题，因为我认为这个题目的实用性还是比较大的。下面我们针对上面的save方法做个例子，提取一个接口出来，并且写上所有的约束注解：
public interface PersonInterface {
    void save(@NotNull @Valid Person person) throws NoSuchMethodException;
}
子类实现，一个注解都不写：
public class PersonService implements PersonInterface {
    @Override
    public void save(Person person) throws NoSuchMethodException {
    	... // 方法体代码同上，略
    }
}
测试程序也同上，为：
@Test
public void test3() throws NoSuchMethodException {
    // save.arg0 不能为null: null
    // new PersonService().save(null);
    new PersonService().save(new Person());
}
运行程序，控制台输出：
save.arg0.name 不能为null: null
save.arg0.age 不能为null: null
java.lang.IllegalArgumentException: 参数错误
	...
符合预期，没有任何问题。这还没完，还有很多组合方式呢，比如：约束注解全写在实现类上；实现类比接口少；比接口多......
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限于篇幅，文章里对试验过程我就不贴出来了，直接给你扔结论吧：
如果该方法是接口方法的实现，那么可存在如下两种case（这两种case的公用逻辑：约束规则以接口为准，有几个就生效几个，没有就没有）：
	- 保持和接口方法一毛一样的约束条件（极限情况：接口没约束注解，那你也不能有）
	- 实现类一个都不写约束条件，结果就是接口里有约束就有，没约束就没有
如果该方法不是接口方法的实现，那就很简单了：该咋地就咋地
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值得注意的是，在和Spring整合使用中还会涉及到一个问题：@Validated注解应该放在接口（方法）上，还是实现类（方法）上？你不妨可以自己先想想呢，答案那必然是后面分享喽。
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✍总结本文讲述的是Bean Validation又一经典实用场景：校验方法的参数、返回值。后面加上和Spring的AOP整合将释放出更大的能量。
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另外，通过本文你应该能再次感受到契约编程带来的好处吧，总之：能通过契约约定解决的就不要去硬编码，人生苦短，少编码多行乐。
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最后，提个小问题哈：你觉得是代码量越多越安全，还是越少越健壮呢？被验证过100次的代码能不要每次都还需要重复去验证吗？
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✔推荐阅读：1. 不吹不擂，第一篇就能提升你对Bean Validation数据校验的认知
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