5. Bean Validation声明式验证四大级别：字段属性容器元素类

Posted 2020-12-20

1024，代码改变世界。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，拒绝浅尝辄止。

?前言

你好，我是YourBatman。又一年1024程序员节，你快乐吗？还是在加班上线呢？

上篇文章 介绍了Validator校验器的五大核心组件，在结合前面几篇所讲，相信你对Bean Validation已有了一个整体认识了。

本文将非常实用，因为将要讲述的是Bean Validation在4个层级上的验证方式，它将覆盖你使用过程中的方方面面，不信你看。

版本约定

• Bean Validation版本：2.0.2
• Hibernate Validator版本：6.1.5.Final

?正文

Jakarta Bean它的验证约束是通过声明式方式（注解）来表达的，我们知道Java注解几乎可以标注在任何地方（package上都可标注注解你敢信？），那么Jakarta Bean支持哪些呢？

Jakarta Bean共支持四个级别的约束：

1. 字段约束（Field）
2. 属性约束（Property）
3. 容器元素约束（Container Element）
4. 类约束（Class）

值得注意的是，并不是所有的约束注解都能够标注在上面四种级别上。现实情况是：Bean Validation自带的22个标准约束全部支持1/2/3级别，且全部不支持第4级别（类级别）约束。当然喽，作为补充的Hibernate-Validator它提供了一些专门用于类级别的约束注解，如org.hibernate.validator.constraints.@ScriptAssert就是一常用案例。

说明：为简化接下来示例代码，共用工具代码提前展示如下：

public abstract class ValidatorUtil {

    public static ValidatorFactory obtainValidatorFactory() {
        return Validation.buildDefaultValidatorFactory();
    }

    public static Validator obtainValidator() {
        return obtainValidatorFactory().getValidator();
    }

    public static ExecutableValidator obtainExecutableValidator() {
        return obtainValidator().forExecutables();
    }

    public static <T> void printViolations(Set<ConstraintViolation<T>> violations) {
        violations.stream().map(v -> v.getPropertyPath()  + v.getMessage() + "，但你的值是： " + v.getInvalidValue()).forEach(System.out::println);
    }

}

1、字段级别约束（Field）

这是我们最为常用的一种约束方式：

public class Room {

    @NotNull
    public String name;
    @AssertTrue
    public boolean finished;

}

书写测试用例：

public static void main(String[] args) {
    Room bean = new Room();
    bean.finished = false;
    ValidatorUtil.printViolations(ValidatorUtil.obtainValidator().validate(bean));
}

运行程序，输出：

finished只能为true，但你的值是： false
name不能为null，但你的值是： null

当把约束标注在Field字段上时，Bean Validation将使用字段的访问策略来校验，不会调用任何方法，即使你提供了对应的get/set方法也不会触碰。

话外音：使用Field#get()得到字段的值

使用细节

1. 字段约束可以应用于任何访问修饰符的字段
2. 不支持对静态字段的约束（static静态字段使用约束无效）

若你的对象会被字节码增强，那么请不要使用Field约束，而是使用下面介绍的属性级别约束更为合适。

原因：增强过的类并不一定能通过字段反射去获取到它的值

绝大多数情况下，对Field字段做约束的话均是POJO，被增强的可能性极小，因此此种方式是被推荐的，看着清爽。

2、属性级别约束（Property）

若一个Bean遵循Java Bean规范，那么也可以使用属性约束来代替字段约束。比如上例可改写为如下：

public class Room {

    public String name;
    public boolean finished;

    @NotNull
    public String getName() {
        return name;
    }

    @AssertTrue
    public boolean isFinished() {
        return finished;
    }
}

执行上面相同的测试用例，输出：

finished只能为true，但你的值是： false
name不能为null，但你的值是： null

效果“完全”一样。

当把约束标注在Property属性上时，将采用属性访问策略来获取要验证的值。说白了：会调用你的Method来获取待校验的值。

使用细节

1. 约束放在get方法上优于放在set方法上，这样只读属性（没有get方法）依然可以执行约束逻辑
2. 不要在属性和字段上都标注注解，否则会重复执行约束逻辑（有多少个注解就执行多少次）
3. 不要既在属性的get方法上又在set方法上标注约束注解

3、容器元素级别约束（Container Element）

还有一种非常非常常见的验证场景：验证容器内（每个）元素，也就验证参数化类型parameterized type。形如List<Room>希望里面装的每个Room都是合法的，传统的做法是在for循环里对每个room进行验证：

List<Room> beans = new ArrayList<>();
for (Room bean : beans) {
    validate(bean);
    ...
}

很明显这么做至少存在下面两个不足：

1. 验证逻辑具有侵入性
2. 验证逻辑是黑匣子（不看内部源码无法知道你有哪些约束），非声明式

在本专栏第一篇知道了从Bean Validation 2.0开始就支持容器元素校验了（本专栏使用版本为：2.02），下面我们来体验一把：

public class Room {
    @NotNull
    public String name;
    @AssertTrue
    public boolean finished;
}

书写测试用例：

public static void main(String[] args) {
    List<@NotNull Room> rooms = new ArrayList<>();
    rooms.add(null);
    rooms.add(new Room());

    Room room = new Room();
    room.name = "YourBatman";
    rooms.add(room);

    ValidatorUtil.printViolations(ValidatorUtil.obtainValidator().validate(rooms));
}

运行程序，没有任何输出，也就是说并没有对rooms立面的元素进行验证。这里有一个误区：Bean Validator是基于Java Bean进行验证的，而此处你的rooms仅仅只是一个容器类型的变量而已，因此不会验证。

其实它是把List当作一个Bean，去验证List里面的标注有约束注解的属性/方法。很显然，List里面不可能标注有约束注解嘛，所以什么都不输出喽

为了让验证生效，我们只需这么做：

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Rooms {
    private List<@Valid @NotNull Room> rooms;
}

public static void main(String[] args) {
    List<@NotNull Room> beans = new ArrayList<>();
    beans.add(null);
    beans.add(new Room());

    Room room = new Room();
    room.name = "YourBatman";
    beans.add(room);

    // 必须基于Java Bean，验证才会生效
    Rooms rooms = new Rooms(beans);
    ValidatorUtil.printViolations(ValidatorUtil.obtainValidator().validate(rooms));
}

运行程序，输出：

rooms[0].<list element>不能为null，但你的值是： null
rooms[2].finished只能为true，但你的值是： false
rooms[1].name不能为null，但你的值是： null
rooms[1].finished只能为true，但你的值是： false
rooms[1].finished只能为true，但你的值是： false

从日志中可以看出，元素的验证顺序是不保证的。

小贴士：在HV 6.0 之前的版本中，验证容器元素时@Valid是必须，也就是必须写成这样：List<@Valid @NotNull Room> rooms才有效。在HV 6.0之后@Valid这个注解就不是必须的了

使用细节

1. 若约束注解想标注在容器元素上，那么注解定义的@Target里必须包含TYPE_USE（Java8新增）这个类型
   1. BV和HV（除了Class级别）的所有注解均能标注在容器元素上
2. BV规定了可以验证容器内元素，HV提供实现。它默认支持如下容器类型：
   1. java.util.Iterable的实现（如List、Set）
   2. java.util.Map的实现，支持key和value
   3. java.util.Optional/OptionalInt/OptionalDouble...
   4. JavaFX的javafx.beans.observable.ObservableValue
   5. 自定义容器类型（自定义很重要，详见下篇文章）

4、类级别约束（Class）

类级别的约束验证是很多同学不太熟悉的一块，但它却很是重要。

其实Hibernate-Validator已内置提供了一部分能力，但可能还不够，很多场景需要自己动手优雅解决。为了体现此part的重要性，我决定专门撰文描述，当然还有自定义容器类型类型的校验喽，我们下文见。

字段约束和属性约束的区别

字段（Field） VS 属性（Property）本身就属于一对“近义词”，很多时候口头上我们并不做区分，是因为在POJO里他俩一般都同时存在，因此大多数情况下可以对等沟通。比如：

@Data
public class Room {
    @NotNull
    private String name;
    @AssertTrue
    private boolean finished;
}

字段和属性的区别

1. 字段具有存储功能：字段是类的一个成员，值在内存中真实存在；而属性它不具有存储功能，属于Java Bean规范抽象出来的一个叫法
2. 字段一般用于类内部（一般是private），而属性可供外部访问（get/set一般是public）
   1. 这指的是一般情况下的规律
3. 字段的本质是Field，属性的本质是Method
4. 属性并不依赖于字段而存在，只是他们一般都成双成对出现
   1. 如getClass()你可认为它有名为class的属性，但是它并没有名为class的字段

知晓了字段和属性的区别，再去理解字段约束和属性约束的差异就简单了，它俩的差异仅仅体现在待验证值访问策略上的区别：

• 字段约束：直接反射访问字段的值 -> Field#get（不会执行get方法体）
• 属性约束：调用属性get方法 -> getXXX（会执行get方法体）

小贴士：如果你希望执行了验证就输出一句日志，又或者你的POJO被字节码增强了，那么属性约束更适合你。否则，推荐使用字段约束

?总结

嗯，这篇文章还不错吧，总体浏览下来行文简单，但内容还是挺干的哈，毕竟1024节嘛，不来点的干的心里有愧。

作为此part姊妹篇的上篇，它是每个同学都有必要掌握的使用方式。而下篇我觉得应该更为兴奋些，毕竟那里才能加分。1024，撸起袖子继续干。

?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
• 2. Bean Validation声明式校验方法的参数、返回值
• 3. 站在使用层面，Bean Validation这些标准接口你需要烂熟于胸
• 4. Validator校验器的五大核心组件，一个都不能少