Bean 验证

Java Bean 验证是数据验证的一种方式。当前版本是 2.0，在 JSR-380 介绍。Bean 验证的参考实现是 Hibernate Validator。

使用 Bean 验证可以为项目带来诸多好处：

验证逻辑位于数据模型内：很自然地可以定义值、方法、bean 约束，可以将面向对象编程（OOP）提升至更高的级别。
Bean 验证的标准提供几十个即用的验证注解，例如 @NotNull、@Size、@Min、@Max、@Pattern、@Email、@Past 以及不太标准的 @URL、@Length，还有很多其他的注解。
除了使用预定义的约束之外，还可以自定义约束注解。可以通过组合几个已有注解形成新的注解，或者定义全新的注解和用作 validator 的 Java 类。

例如，可以定义类级别的 @ValidPassportNumber 注解，用于检查护照号码的格式是否正确，该注解依赖 location 字段值。
约束不仅可以放置于字段和类定义上，还可以放置于方法和方法参数。称为 "合约验证（validation by contract）"。

Bean 验证会在 UI 界面中当用户提交数据时自动调用，也会用在通用 REST API 中。

定义约束

可以使用 javax.validation.constraints 包中的注解或者自定义注解来定义约束。可以在一个实体或 POJO 类声明、字段或 getter 方法以及服务方法上设置注解。

标准约束集包括最常用和通用的约束。此外，Bean 验证支持开发者添加自定义约束。

@NotNull 验证注解的属性不是 null。
@Size 验证注解的属性大小（长度、数量）在 min 和 max 之间；可用于 String、Collection、Map 以及 Array 类型的属性。
@Min 验证注解的属性值大于或等于 value 指定的值。
@Max 验证注解的属性值小于或等于 value 指定的值。
@Email 验证注解的属性是一个有效的 email 地址。
@NotEmpty 验证属性不是 null 或空；可用于 String、Collection、Map 以及 Array 类型的属性。
@NotBlank 只能用于文本值，验证属性不是 null 也不是空格。
@Positive 和 @PositiveOrZero 只能用于数字值，验证值大于零或大于等于零。
@Negative 和 @NegativeOrZero 只能用于数字值，验证值小于零或小于等于零。
@Past 和 @PastOrPresent 验证日期值小于或小于等于当前日期时间（过去时间）。
@Future 和 @FutureOrPresent 验证日期值大于或大于等于当前日期时间（将来时间）。
@Pattern 检查注解的字符串属性是否能匹配 regex 指定的正则表达式。

实体 Bean 验证

在实体字段使用标准验证注解的示例：

Person.java

@JmixEntity
@Table(name = "SAMPLE_PERSON", indexes = {
        @Index(name = "IDX_PERSON_LOCATION_ID", columnList = "LOCATION_ID")
})
@Entity(name = "sample_Person")
public class Person {
    @JmixGeneratedValue
    @Column(name = "ID", nullable = false)
    @Id
    private UUID id;

    @InstanceName
    @Length(min = 3) (1)
    @Column(name = "FIRST_NAME", nullable = false)
    @NotNull
    private String firstName;

    @Email(message = "Email address has invalid format: ${validatedValue}",
            regexp = "^[a-zA-Z0-9_.+-]+@[a-zA-Z0-9-]+\\.[a-zA-Z0-9-.]+$") (2)
    @Column(name = "EMAIL", length = 120)
    private String email;

    @DecimalMin(message = "Person height should be positive",
            value = "0", inclusive = false) (3)
    @DecimalMax(message = "Person height can not exceed 300 centimeters",
            value = "300") (4)
    @Column(name = "HEIGHT", precision = 19, scale = 2)
    private BigDecimal height;

    @Column(name = "PASSPORT_NUMBER", nullable = false, length = 15)
    @NotNull
    private String passportNumber;

    @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY)
    @JoinColumn(name = "LOCATION_ID")
    private Location location;
}

1	姓的长度要大于 3 个英文字符。
2	Email 字符串需要是正确的电子邮件地址。
3	身高要大于 0。
4	身高小于等于 300。

我们看一下用户在界面提交数据时，bean 验证如何自动实施检查。

可以看到，应用程序不仅为用户展示了错误信息，而且将表单中 bean 验证失败的字段用红线高亮标记出来。

自定义约束

可以创建自己特定领域的约束，可以支持编程式或声明式验证。

如需创建编程式验证的约束，按照下列步骤：

创建一个注解：

@Target(ElementType.TYPE) (1)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Constraint(validatedBy = ValidPassportNumberValidator.class) (2)
public @interface ValidPassportNumber {
    String message() default "Passport number is not valid";

    Class<?>[] groups() default {};

    Class<? extends Payload>[] payload() default {};
}

1	定义注解运行时的标的，设置为类或接口。
2	声明注解的实现在 `ValidPassportNumberValidator` 类中。

创建验证器类：

public class ValidPassportNumberValidator
        implements ConstraintValidator<ValidPassportNumber, Person> {

    @Override
    public boolean isValid(Person person, ConstraintValidatorContext context) { (1)
        if (person == null)
            return false;

        if (person.getLocation() == null || person.getPassportNumber() == null)
            return false;

        return doPassportNumberFormatCheck(person.getLocation(),
                person.getPassportNumber());
    }
}

1	`isValid()` 方法做具体检查。

使用类级别注解：

@ValidPassportNumber(groups = {Default.class, UiCrossFieldChecks.class})
@JmixEntity
@Table(name = "SAMPLE_PERSON", indexes = {
        @Index(name = "IDX_PERSON_LOCATION_ID", columnList = "LOCATION_ID")
})
@Entity(name = "sample_Person")
public class Person {
}

也可以使用已有注解的组合创建自定义约束，示例：

@NotNull
@Size(min = 2, max = 14)
@Pattern(regexp = "\\d+")
@Target({METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RUNTIME)
@Constraint(validatedBy = {})
@ReportAsSingleViolation
public @interface ValidZipCode {
    String message() default "Zip code is not valid";

    Class<?>[] groups() default {};

    Class<? extends Payload>[] payload() default {};
}

当使用组合约束时，违反约束的结果集中包含每个内部约束的单独验证结果。如果只需要返回单一违反约束结果，使用 @ReportAsSingleViolation 注解此注解类。

合约验证

使用 bean 验证时，约束可以应用在任何 Java 类型的构造方法或任意方法的参数和返回值，用于检查方法调用的前置条件和后续条件。这就是所谓 “合约验证”

通过 “合约验证” 的方式，可以实现清晰、紧凑和易维护的代码。

在服务接口的方法声明中使用 @Validated 注解可以让服务对方法的参数和结果进行验证。示例：

@Validated
public interface PersonApiService {

    String NAME = "sample_PersonApiService";

    @NotNull
    @Valid (1)
    List<Person> getPersons();

    void addNewPerson(@NotNull
                      @Length(min = 3)
                      String firstName,
                      @DecimalMax(message = "Person height can not exceed 300 centimeters",
                              value = "300")
                      @DecimalMin(message = "Person height should be positive",
                              value = "0", inclusive = false)
                      BigDecimal height,
                      @NotNull
                      String passportNumber
    );

    @Validated (2)
    @NotNull
    String validatePerson(@Size(min = 5) String comment,
                          @Valid @NotNull Person person); (3)
}

1	`getPersons()` 方法返回列表中的每个对象都需要针对 `Person` 类约束进行验证。
2	表示方法需要验证。
3	如果需要对方法参数进行级联验证，可以使用 `@Valid` 注解。上面的示例中，`Person` 对象上声明的约束也会进行验证。

如果在服务中进行了一些自定义的编程式验证，请使用 CustomValidationException 通知用户验证错误，错误通知的格式与标准 bean 验证相同。这种机制特别适合用于 REST API 客户端。

Bean 验证是可以继承的。如果某些类、字段或方法使用了约束注解，那么所有继承或实现此类或接口的后代都会受到某些约束检查的影响。

约束组

约束组支持根据应用程序逻辑仅应用所有已定义约束的子集。例如，可能想强制用户输入实体属性的值，但是同时又能够通过某种内部机制设置此属性为 null。为此，应该在约束注解上指定 groups 属性。然后，只有将相同的组传递给验证机制时，约束才会生效。

框架将下列约束组传递给验证机制：

RestApiChecks - bean 验证约束组，用于 REST API 数据验证。
UiComponentChecks - bean 验证约束组，用于 UI 字段验证。
UiCrossFieldChecks - bean 验证约束组，用于 UI 跨字段验证。
javax.validation.groups.Default - 默认传递此组，除了 UI 编辑界面提交时。

验证信息

约束可包含要显示给用户的信息。

信息可以直接在验证注解上设置，示例：

@Pattern(message = "Bad formed person last name: ${validatedValue}",
        regexp = "^[A-Z][a-z]*(\\s(([a-z]{1,3})|(([a-z]+\\')?[A-Z][a-z]*)))*$")
@Column(name = "LAST_NAME", nullable = false)
@NotNull
private String lastName;

信息也可以在消息包中设置，在注解中使用消息键值指定。示例：

@Min(message = "{msg://datamodel.ex1.entity/Person.age.validation.Min}", value = 14)
@Column(name = "AGE")
private Integer age;

信息可以包含参数和表达式。参数包含在 {} 中，包括本地化消息或注解参数，例如 {min}、{max}、{value}。表达式包含在 ${} 中并且可以包含验证值变量 validatedValue、注解参数（如 value 或 min）以及 JSR-341（EL 3.0）表达式。例如:

@Pattern(message = "Invalid name: ${validatedValue}, pattern: {regexp}",
        regexp = "^[A-Z][a-z]*(\\s(([a-z]{1,3})|(([a-z]+\\')?[A-Z][a-z]*)))*$")
@Column(name = "FULL_NAME")
private String fullName;

本地化消息值也可以包含参数和表达式。

运行时验证

UI 中验证

与数据连接的 UI 组件会自动获取 BeanPropertyValidator 以检查字段的值。验证器是在可视化组件实现的 Validatable.validate() 方法中调用。如果验证不通过，会抛出 ValidationException 异常。

标准的验证器可以删除，也可以使用不同的约束组进行初始化：

@UiController("sample_Person.edit")
@UiDescriptor("person-edit.xml")
@EditedEntityContainer("personDc")
public class PersonEdit extends StandardEditor<Person> {

    @Autowired
    private TextField<String> passportNumberField;

    @Subscribe("removeValidator")
    public void onRemoveValidator(Action.ActionPerformedEvent event) {
        Collection<? extends Validator<?>> validators =
                passportNumberField.getValidators();

        for (Validator validator : validators.toArray(new Validator[0])) {
            if (validator instanceof BeanPropertyValidator) {
                passportNumberField.removeValidator(validator); (1)
            }
        }
    }

    @Subscribe("setValidGroups")
    public void onSetValidGroups(Action.ActionPerformedEvent event) {
        Collection<? extends Validator<?>> validators =
                passportNumberField.getValidators();

        for (Validator validator : validators.toArray(new Validator[0])) {
            if (validator instanceof BeanPropertyValidator) {
                ((BeanPropertyValidator) validator).setValidationGroups(
                        new Class[] {UiComponentChecks.class}); (2)
            }
        }
    }
}

1	从 UI 组件中完全删除 bean 验证。
2	这里，验证器将仅检查显式设置了 `UiComponentChecks` 组的约束，因为没有传递 `Default` 组。

默认情况下，AbstractBeanValidator 具有 Default 和 UiComponentChecks 分组。

如果实体属性带有 @NotNull 注解且没有定义约束组，则在元数据中这个属性会被标记为强制的（mandatory），并且绑定至数据的 UI 组件将具有 required = true 属性。

DateField 和 DatePicker 组件通过 @Past、@PastOrPresent、@Future、@FutureOrPresent 注解自动设置其 rangeStart 和 rangeEnd 属性。

如果约束包含 UiCrossFieldChecks 组并且所有属性级别的检查都没问题，则实体编辑界面将在提交时做类级别约束的验证。可以在控制器使用 setCrossFieldValidate() 关闭此验证：

@UiController("sample_Person.edit")
@UiDescriptor("person-edit.xml")
@EditedEntityContainer("personDc")
public class PersonEdit extends StandardEditor<Person> {

    @Subscribe("cancelCrossFValidate")
    public void onCancelCrossFValidate(Action.ActionPerformedEvent event) {
        setCrossFieldValidate(false);
    }
}

REST API 中验证

通用 REST API 为实体的创建和更新操作以及使用服务 API 自动执行 bean 验证。

编程式验证

可以使用 javax.validation.Validator 接口的 validate() 方法以编程的方式执行 bean 验证。验证的结果是一组 ConstraintViolation 对象。示例:

@Autowired
protected Validator validator;

protected void save(Person person) {
    Set<ConstraintViolation<Person>> violations = validator.validate(person);
    /*
    handling of the returned collection of violations
    */
}

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