Проверка данных — Java & Spring Validation / Хабр

Проверка данных класса (bean) в java тема не новая, но актуальная и здесь я объединю различные аспекты: валидацию данных в рамках JSR-303, покажу как это сделать чисто в Java и с использованием Spring, как делать в стандартном приложении и в Web.

Содержание: Валидация данных (JSR-303) в

стандартном Java приложении
c использованием Spring
объединение Java + Spring
Spring MVC

Validation в стандартном Java приложении

Для проверки объекта используются аннотации на полях класса, т.е. декларативная модель. Аннотации есть уже готовые:

Null, @DecimalMin, @Digits, Pattern, Email и др.

, а также можно делать и собственные. И так есть класс (bean)

import javax.validation.constraints.Digits;
import javax.validation.constraints.Size;

public class Person {

    @Size(min=2, max=50)
    private String Name;

    @Digits(integer=3, fraction=0, message = "Не более 3-х знаков")
    @PersonAgeConstraint
    private Integer age;

    public Person(String name, Integer age) {
        Name = name;
        this.age = age;
    }
}

Здесь в примере Size и @Digits готовые аннотации, а @PersonAgeConstraint собственная. Как сделать собственную:

— подготавливаем аннотацию

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Constraint(validatedBy=PersonAgeConstraintValidator.class)
public @interface PersonAgeConstraint {
    String message() default "{value.negative}";
    Class<?>[] groups() default {};
    Class<? extends Payload>[] payload() default {};
}

В message() указываем ключ (value.negative) из файла ресурса (ValidationMessages.properties) для сообщения

value.negative=Отрицательное\u0020значение

и реализацию класса проверки — PersonAgeConstraintValidator.class

public class PersonAgeConstraintValidator implements ConstraintValidator<PersonAgeConstraint, Integer> {
    @Override
    public boolean isValid(Integer age, ConstraintValidatorContext constraintValidatorContext) {
        return age > 0;
    }
}

Моя собственная аннотация готова, добавляем ее к полю и уже можно проверить, все поля на которых есть аннотации будут проверены соответствующими правилами.

import javax.validation.Validator;
/**
 * Test Validation
 */
public class DemoJValidationApplicationTests {

    // Инициализация Validator
    private static Validator validator;
    static {
        ValidatorFactory validatorFactory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
        validator = validatorFactory.usingContext().getValidator();
    }

    @Test
    public void testValidators() {
        final Person person = new Person("Иван Петров", -4500);

        Set<ConstraintViolation<Person>> validates = validator.validate(person);
        Assert.assertTrue(validates.size() > 0);
        validates.stream().map(v -> v.getMessage())
                .forEach(System.out::println);
    }
}

Результат в консоли

Не более 3-х знаков

Отрицательное значение

Сообщения для стандартных аннотаций можно указать в файле сообщений, по правилу:

AnnotationName.entity.fieldname=сообщение

Структура проекта

pom файл

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

	<groupId>com.example</groupId>
	<artifactId>DemoJSRvalidation</artifactId>
	<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
	<packaging>jar</packaging>

	<name>DemoJSRvalidation</name>
	<description>Demo project for Spring Boot JSR-303 validation</description>

	<parent>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
		<version>2.0.5.RELEASE</version>
		<relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
	</parent>

	<properties>
		<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
		<project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
		<java.version>1.8</java.version>
	</properties>

	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
		</dependency>

		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
			<scope>test</scope>
		</dependency>
	</dependencies>

	<build>
		<plugins>
			<plugin>
				<groupId>org.springframework.boot</groupId>
				<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
			</plugin>
		</plugins>
	</build>


</project>

Поэтапная проверка. Для Class<?>[] groups() можно указывать типы классов по которым можно потом группировать, ограничивать список проверок, т.е. использовать как фильтр. Таким образом проверку можно сделать по этапам, 1) Например разделим проверку лица по состоян��ю здоровья, 2) а уже затем профессиональные данные. Подготовим две аннотации
HealthConstraint и ProfessionalConstraint и реализации для них. Первым проверим соответствие здоровью а затем если проходит по здоровью, проверим на профессиональные данные.

Пример:

public class Person {

    @HealthConstraint(groups = Health.class)
    private Documents healthDocuments;

    @ProfessionalConstraint(groups = Professional.class)
    private Documents ProfessionalDocuments;
    //...
}

Пример аннотации HealthConstraint

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Constraint(validatedBy=HealthConstraintValidator.class)
public @interface HealthConstraint {
    String message() default "{health.documents}";
    Class<?>[] groups() default {};
    Class<? extends Payload>[] payload() default {};
}

Пример реализации HealthConstraintValidator

public class HealthConstraintValidator implements ConstraintValidator<HealthConstraint, Documents> {
    @Override
    public boolean isValid(Documents documents, ConstraintValidatorContext constraintValidatorContext) {
        return documents.contains("справка 1");
    }
}

для ProfessionalConstraint все аналогично

Далее проверять так:

    @Test
    public void healthAndProfessionalValidators() {
        final Person person = new Person("Иван Петров", 45);
        person.setHealthDocuments(new Documents(Arrays.asList("справка 1", "справка 3")));
        person.setProfessionalDocuments(new Documents(Arrays.asList("тест 1", "тест 4")));

        // проверка на здоровье
        Set<ConstraintViolation<Person>> validates = validator.validate(person, Health.class);
        Assert.assertTrue(validates.size() == 0);
        
        // и если здоровье Ок, то проф. тест
        validates = validator.validate(person, Professional.class);
        Assert.assertTrue(validates.size() == 0);        
        
    }

Подобные проверки, например нужны когда мы загружаем данные из файла, web service и др. источников.

класс Documents

public class Documents {

    private List<String> tests = new ArrayList();

    public Documents(List<String> tests) {
        this.tests.addAll(tests);
    }

    public boolean contains(String test) {
        return this.tests.contains(test);
    }
}

Validation c использованием Spring

В Spring есть так же свой интерфейс Validator

(org.springframework.validation.Validator)

как и в Java

(javax.validation.Validator)

и именно его имплементация выполняет проверку данных. Это уже не декларативный подход, но в нем есть своя гибкость и расширяемость. Для того же бина, сделаю туже проверку возраста.

Переопределив два метода, делаем валидацию

@Service
public class PersonValidator implements Validator {
    @Override
    public boolean supports(Class<?> aClass) {
        return Person.class.equals(aClass);
    }

    @Override
    public void validate(Object obj, Errors errors) {
        Person p = (Person) obj;
        if (p.getAge() < 0) {
            errors.rejectValue("age", "value.negative");
        }
    }
}

value.negative — так же является ключом в файле сообщений, public boolean supports определяет тип поддерживаемого класса.

Проверка запускается через DataBinder

Пример:

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class DemoJValidationApplicationTests {
// указываем файл сообщений    
private static final ResourceBundleMessageSource messageSource = new ResourceBundleMessageSource();
    static {
        messageSource.setBasename("message");
    }

       @Autowired
       private PersonValidator personValidator;

	@Test
	public void testValidators() {
		final Person person = new Person("Иван Петров", -4500);

		final DataBinder dataBinder = new DataBinder(person);
		dataBinder.addValidators(personValidator);
		dataBinder.validate();

                Assert.assertTrue(dataBinder.getBindingResult().hasErrors());

		if (dataBinder.getBindingResult().hasErrors()) {
			dataBinder.getBindingResult().getAllErrors().stream().
					forEach(e -> System.out.println(messageSource
							.getMessage(e, Locale.getDefault())));
		}
	}
}

Будут выполнены все проверки которые имплементировали org.springframework.validation.Validator для класса Person.

Можно добавить так же несколько валидаторов, dataBinder.addValidators, можно сделать композицию правил (вызов из одного правила, другого), пример:

public class OtherValidator implements Validator {

    @Override
    public boolean supports(Class<?> aClass) {
        return Person.class.equals(aClass);
    }

    @Override
    public void validate(Object obj, Errors errors) {
        // ...
    }
}
//---------
@Service
public class PersonValidator implements Validator {

    /**
     *  другое правила
     */    
    @Autowired
    private OtherValidator otherValidator;

    @Override
    public void validate(Object obj, Errors errors) {
        Person p = (Person) obj;
        if (p.getAge() < 0) {
            errors.rejectValue("age", "value.negative");
        }
        // из одного правила, вызываем другое
        otherValidator.validate(obj, errors);
    }
}

Я почему то ожидал, Spring будет выполнять также проверки указанные в аннотациях, но нет, этот вызов надо делать самостоятельно.

Структура проекта

pom файл

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

	<groupId>com.example</groupId>
	<artifactId>DemoJSRvalidation</artifactId>
	<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
	<packaging>jar</packaging>

	<name>DemoJSRvalidation</name>
	<description>Demo project for Spring Boot JSR-303 validation</description>

	<parent>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
		<version>2.0.5.RELEASE</version>
		<relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
	</parent>

	<properties>
		<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
		<project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
		<java.version>1.8</java.version>
	</properties>

	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
		</dependency>

		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
			<scope>test</scope>
		</dependency>
	</dependencies>

	<build>
		<plugins>
			<plugin>
				<groupId>org.springframework.boot</groupId>
				<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
			</plugin>
		</plugins>
	</build>
</project>

Java & Spring

Очевидно я захочу использовать два подхода в проверки данных — Java и Spring, объединить их можно, а именно добавить в Spring validator вызов javax.validation.Validator.

Пример

import javax.validation.Validator;

@Service
public class PersonValidator implements org.springframework.validation.Validator {

    // javax.validation.Validator
    @Autowired
    private Validator validator;

    @Override
    public boolean supports(Class<?> aClass) {
        return Person.class.equals(aClass);
    }

    @Override
    public void validate(Object obj, Errors errors) {
        Set<ConstraintViolation<Object>> validates = validator.validate(obj);

        for (ConstraintViolation<Object> constraintViolation : validates) {
            String propertyPath = constraintViolation.getPropertyPath().toString();
            String message = constraintViolation.getMessage();
            errors.rejectValue(propertyPath, "", message);
        }

        Person p = (Person) obj;
        if (p.getAge() < 0) {
            errors.rejectValue("age", "only.positive.numbers");
        }
    }
}

С помощью spring делаем injection javax.validation.Validator

@Autowired

 private Validator validator;

далее на методе public void validate(Object obj, Errors errors)
выполняем декларативные проверки java, а затем выполняем все проверки для класса Person на spring org.springframework.validation.Validator.

Запускаем проверку также через spring

    @Test
    public void testValidators() {
        final Person person = new Person("Иван", -4500);

        final DataBinder dataBinder = new DataBinder(person);
        dataBinder.addValidators(personValidator);
        dataBinder.validate();

        if (dataBinder.getBindingResult().hasErrors()) {
           dataBinder.getBindingResult().getAllErrors()
         // ....

Теперь в коллекции будут проверки от аннотаций java и spring (org.springframework.validation.Validator) для Person

Вывод в консоли

Отрицательное значение (аннотация)

Не более 3-х знаков (аннотация)

Только положительные число (spring)

Структура проекта

Spring MVC

Конечно теперь это все можно применить в web приложении.

Добавляем в проект Controller, jsp страницу (тут кстати могут и другие варианты, например генерация страниц с помощью freeMarker, и др.), css стиль, pom зависимость. И так по порядку

1) MVC Controller

import org.springframework.validation.Validator;

@Controller
public class DemoJValidationController {

    @Autowired
    @Qualifier("personValidator") // spring validator
    private Validator personValidator;

    @InitBinder
    protected void initBinder(WebDataBinder binder) {
        binder.setValidator(personValidator);
    }

    @GetMapping("/")
    public String savePersonAction(ModelMap model) {
        model.addAttribute("person", new Person(null, null));
        return "personEdit";
    }

    @RequestMapping(value = "/save", method = RequestMethod.POST)
    public String savePersonAction(
            @Valid @ModelAttribute("person") Person person,
            BindingResult bindingResult, Model model) {
        if (bindingResult.hasErrors()) {
            return "personEdit"; // to person.jsp page
        }

        model.addAttribute("name", person.getName());
        model.addAttribute("age", person.getAge());
        return "saveSuccess"; // to saveSuccess.jsp page
    }

    @RequestMapping(value = "/edit", method = RequestMethod.POST)
    public String editPersonAction(ModelMap model) {
        model.addAttribute("person", new Person(null, null));
        return "personEdit"; // to personEdit.jsp page;
    }

}

Здесь с помощью spring injection подключен PersonValidator

 @Autowired

 @Qualifier("personValidator") // spring validator

 private Validator personValidator;

устанавливаем PersonValidator в initBinder

 @InitBinder

 protected void initBinder(WebDataBinder binder) {

 binder.setValidator(personValidator);

 }

Проверка инициируется с помощью аннотации @Valid
В этом случае выполнится только spring проверка, декларативные проверки будут проигнорированы.

Если убрать из кода

 @InitBinder

 protected void initBinder(WebDataBinder binder)

то наоборот выполнятся все декларативные проверки, а spring будут проигнорированы.
Что бы выполнить все проверки и декларативные и spring, можно поступить так:

Убрать @InitBinder, оставить injection

 @Autowired

 @Qualifier("personValidator") // spring validator

 private Validator personValidator;

и добавить вызов spring проверки вручную

 // spring validate

 personValidator.validate(person, bindingResult);

Вот код:

@Controller
public class DemoJValidationController {

    @Autowired
    @Qualifier("personValidator") // spring validator
    private Validator personValidator;
    //...
    @RequestMapping(value = "/save", method = RequestMethod.POST)
    public String savePersonAction(
            @Valid @ModelAttribute("person") Person person,
            BindingResult bindingResult, Model model) {
        // spring validate
        personValidator.validate(person, bindingResult);

        if (bindingResult.hasErrors()) {
            return "personEdit"; // to person.jsp page
        }

        model.addAttribute("name", person.getName());
        model.addAttribute("age", person.getAge());
        return "saveSuccess"; // to saveSuccess.jsp page
    }
}

т.е. в bindingResult будут добавлены еще проверки от spring :-), что и хотелось!

Привязка данных в jsp и модели, осуществляется атрибутом - modelAttribute="person" В примере подключена SpringMVC’s Form Tag Library.

Остальные ресурсы этого примера:

DemoJValidationApplication

@SpringBootApplication
@ImportResource("classpath:configuration.xml")
public class DemoJValidationApplication {

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(DemoJValidationApplication.class, args);
	}
}

Spring configuration

configuration.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:beans="http://www.springframework.org/schema/c"
       xsi:schemaLocation="
        http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/mvc
        http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd">


    <bean id="messageSource" class="org.springframework.context.support.ReloadableResourceBundleMessageSource">
        <property name="basename" value="classpath:message"/>
        <property name="defaultEncoding" value="UTF-8"/>
    </bean>

    <mvc:annotation-driven/>
    <mvc:resources mapping="/resources/**" location="classpath:/META-INF/resources/"/>
</beans>

personEdit.jsp

<%@ page language="java"
         contentType="text/html; charset=UTF-8"
         pageEncoding="UTF-8"%>
<%@ taglib prefix="form" uri="http://www.springframework.org/tags/form" %>
<%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %>
<html>
<head>
    <link href="<c:url value="/resources/my.css" />" rel="stylesheet">
    <title>Person</title>
</head>
<body>
<h3>
    Enter Person.
</h3>

    <form:form method="POST" modelAttribute="person" action="save">
        <div>
        Name:
        <form:input path="name"/>
        <form:errors path="name" cssClass="error"/>
        </div>

        <div>
        Age:
        <form:input path="age"/>
        <form:errors path="age" cssClass="error"/>
        </div>

        <button type="submit">Registration</button>
    </form:form>

</body>
</html>

saveSuccess.jsp

<%@ page language="java"
         contentType="text/html; charset=UTF-8"
         pageEncoding="UTF-8"%>
<%@ taglib prefix="form" uri="http://www.springframework.org/tags/form" %>
<%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %>
<html>
<head>
    <link href="<c:url value="/resources/my.css" />" rel="stylesheet">
    <title>Person Saved Successfully</title>
</head>
<body>
<h3>
    Person Saved Successfully.
</h3>

<form:form method="POST" modelAttribute="person" action="edit">
    <div>
        ${name}
    </div>
    <div>
        ${age}
    </div>
    <button type="submit">Edit</button>
</form:form>
</body>
</html>

my.css

span.error {
    color: red;
}
form div{
    margin: 5px;
}

pom файл

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

	<groupId>com.example</groupId>
	<artifactId>DemoJSRvalidation</artifactId>
	<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
	<packaging>jar</packaging>

	<name>DemoJSRvalidation</name>
	<description>Demo project for Spring Boot JSR-303 validation</description>

	<parent>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
		<version>2.0.5.RELEASE</version>
		<relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
	</parent>

	<properties>
		<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
		<project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
		<java.version>1.8</java.version>
	</properties>

	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
		</dependency>

		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
			<scope>test</scope>
		</dependency>

		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
		</dependency>

		<dependency>
			<groupId>org.hibernate</groupId>
			<artifactId>hibernate-validator</artifactId>
			<version>4.1.0.Final</version>
		</dependency>

		<dependency>
			<groupId>org.apache.tomcat.embed</groupId>
			<artifactId>tomcat-embed-jasper</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>javax.servlet</groupId>
			<artifactId>jstl</artifactId>
		</dependency>
	</dependencies>

	<build>
		<plugins>
			<plugin>
				<groupId>org.springframework.boot</groupId>
				<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
			</plugin>

		</plugins>
	</build>
</project>

Структура проекта