Spring4新特性——集成Bean Validation 1.1(JSR-349)到SpringMVC

http://sishuok.com/forum/blogPost/list/7798.html

在之前的《跟我学SpringMVC》中的《第七章注解式控制器的数据验证、类型转换及格式化》中已经介绍过SpringMVC集成Bean Validation 1.0（JSR-303），目前Bean Validation最新版本是Bean Validation 1.1（JSR-349），新特性可以到官网查看，笔者最喜欢的两个特性是：跨参数验证（比如密码和确认密码的验证）和支持在消息中使用EL表达式，其他的还有如方法参数/返回值验证、CDI和依赖注入、分组转换等。对于方法参数/返回值验证，大家可以参阅《Spring3.1 对Bean Validation规范的新支持(方法级别验证) 》。

Bean Validation 1.1当前实现是Hibernate validator 5，且spring4才支持。接下来我们从以下几个方法讲解Bean Validation 1.1，当然不一定是新特性：

集成Bean Validation 1.1到SpringMVC
分组验证及分组顺序
消息中使用EL表达式
方法参数/返回值验证
自定义验证规则
类级别验证器
脚本验证器
cross-parameter，跨参数验证
混合类级别验证器和跨参数验证器

因为大多数时候验证都配合web框架使用，而且很多朋友都咨询过如分组/跨参数验证，所以本文介绍下这些，且是和SpringMVC框架集成的例子，其他使用方式（比如集成到JPA中）可以参考其官方文档：

规范：http://beanvalidation.org/1.1/spec/

hibernate validator文档：http://hibernate.org/validator/

1、集成Bean Validation 1.1到SpringMVC

1.1、项目搭建

首先添加hibernate validator 5依赖：

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<dependency>
<groupId>org.hibernate</groupId>
<artifactId>hibernate-validator</artifactId>
<version>5.0.2.Final</version>
</dependency>

如果想在消息中使用EL表达式，请确保EL表达式版本是 2.2或以上，如使用Tomcat6，请到Tomcat7中拷贝相应的EL jar包到Tomcat6中。

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<dependency>
<groupId>javax.el</groupId>
<artifactId>javax.el-api</artifactId>
<version>2.2.4</version>
<scope>provided</scope>
</dependency>

请确保您使用的Web容器有相应版本的el jar包。

对于其他POM依赖请下载附件中的项目参考。

1.2、Spring MVC配置文件（spring-mvc.xml）：

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<mvc:annotation-driven validator="validator"/>
<bean id="validator" class="org.springframework.validation.beanvalidation.LocalValidatorFactoryBean">
<property name="providerClass" value="org.hibernate.validator.HibernateValidator"/>
<property name="validationMessageSource" ref="messageSource"/>
</bean>
<bean id="messageSource" class="org.springframework.context.support.ReloadableResourceBundleMessageSource">
<property name="basenames">
<list>
<value>classpath:messages</value>
<value>classpath:org/hibernate/validator/ValidationMessages</value>
</list>
</property>
<property name="useCodeAsDefaultMessage" value="false"/>
<property name="defaultEncoding" value="UTF-8"/>
<property name="cacheSeconds" value="60"/>
</bean>

此处主要把bean validation的消息查找委托给spring的messageSource。

1.3、实体验证注解：

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public class User implements Serializable {
@NotNull(message = "{user.id.null}")
private Long id;
@NotEmpty(message = "{user.name.null}")
@Length(min = 5, max = 20, message = "{user.name.length.illegal}")
@Pattern(regexp = "[a-zA-Z]{5,20}", message = "{user.name.illegal}")
private String name;
@NotNull(message = "{user.password.null}")
private String password;
}

对于验证规则可以参考官方文档，或者《第七章注解式控制器的数据验证、类型转换及格式化》。

1.4、错误消息文件messages.properties：

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user.id.null=用户编号不能为空
user.name.null=用户名不能为空
user.name.length.illegal=用户名长度必须在5到20之间
user.name.illegal=用户名必须是字母
user.password.null=密码不能为空

1.5、控制器

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@Controller
public class UserController {
@RequestMapping("/save")
public String save(@Valid User user, BindingResult result) {
if(result.hasErrors()) {
return "error";
}
return "success";
}
}

1.6、错误页面：

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<spring:hasBindErrors name="user">
<c:if test="${errors.fieldErrorCount > 0}">
字段错误：
<c:forEach items="${errors.fieldErrors}" var="error">
<spring:message var="message" code="${error.code}" arguments="${error.arguments}" text="${error.defaultMessage}"/>
${error.field}------${message}
</c:forEach>
</c:if>
<c:if test="${errors.globalErrorCount > 0}">
全局错误：
<c:forEach items="${errors.globalErrors}" var="error">
<spring:message var="message" code="${error.code}" arguments="${error.arguments}" text="${error.defaultMessage}"/>
<c:if test="${not empty message}">
${message}
</c:if>
</c:forEach>
</c:if>
</spring:hasBindErrors>

大家以后可以根据这个做通用的错误消息显示规则。比如我前端页面使用validationEngine显示错误消息，那么我可以定义一个tag来通用化错误消息的显示：showFieldError.tag。

1.7、测试

输入如：http://localhost:9080/spring4/save?name=123 ，我们得到如下错误：

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name------用户名必须是字母
name------用户名长度必须在5到20之间
password------密码不能为空
id------用户编号不能为空

基本的集成就完成了。

如上测试有几个小问题：

1、错误消息顺序，大家可以看到name的错误消息顺序不是按照书写顺序的，即不确定；

2、我想显示如：用户名【zhangsan】必须在5到20之间；其中我们想动态显示：用户名、min，max；而不是写死了；

3、我想在修改的时候只验证用户名，其他的不验证怎么办。

接下来我们挨着试试吧。

2、分组验证及分组顺序

如果我们想在新增的情况验证id和name，而修改的情况验证name和password，怎么办？那么就需要分组了。

首先定义分组接口：

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public interface First {
}
public interface Second {
}

分组接口就是两个普通的接口，用于标识，类似于java.io.Serializable。

接着我们使用分组接口标识实体：

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public class User implements Serializable {
@NotNull(message = "{user.id.null}", groups = {First.class})
private Long id;
@Length(min = 5, max = 20, message = "{user.name.length.illegal}", groups = {Second.class})
@Pattern(regexp = "[a-zA-Z]{5,20}", message = "{user.name.illegal}", groups = {Second.class})
private String name;
@NotNull(message = "{user.password.null}", groups = {First.class, Second.class})
private String password;
}

验证时使用如：

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@RequestMapping("/save")
public String save(@Validated({Second.class}) User user, BindingResult result) {
if(result.hasErrors()) {
return "error";
}
return "success";
}

即通过@Validate注解标识要验证的分组；如果要验证两个的话，可以这样@Validated({First.class, Second.class})。

接下来我们来看看通过分组来指定顺序；还记得之前的错误消息吗？ user.name会显示两个错误消息，而且顺序不确定；如果我们先验证一个消息；如果不通过再验证另一个怎么办？可以通过@GroupSequence指定分组验证顺序：

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@GroupSequence({First.class, Second.class, User.class})
public class User implements Serializable {
private Long id;
@Length(min = 5, max = 20, message = "{user.name.length.illegal}", groups = {First.class})
@Pattern(regexp = "[a-zA-Z]{5,20}", message = "{user.name.illegal}", groups = {Second.class})
private String name;
private String password;
}

通过@GroupSequence指定验证顺序：先验证First分组，如果有错误立即返回而不会验证Second分组，接着如果First分组验证通过了，那么才去验证Second分组，最后指定User.class表示那些没有分组的在最后。这样我们就可以实现按顺序验证分组了。

3、消息中使用EL表达式

假设我们需要显示如：用户名[NAME]长度必须在[MIN]到[MAX]之间，此处大家可以看到，我们不想把一些数据写死，如NAME、MIN、MAX；此时我们可以使用EL表达式。

如：

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@Length(min = 5, max = 20, message = "{user.name.length.illegal}", groups = {First.class})

错误消息：

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user.name.length.illegal=用户名长度必须在{min}到{max}之间

其中我们可以使用{验证注解的属性}得到这些值；如{min}得到@Length中的min值；其他的也是类似的。

到此，我们还是无法得到出错的那个输入值，如name=zhangsan。此时就需要EL表达式的支持，首先确定引入EL jar包且版本正确。然后使用如：

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user.name.length.illegal=用户名[${validatedValue}]长度必须在5到20之间

使用如EL表达式：${validatedValue}得到输入的值，如zhangsan。当然我们还可以使用如${min > 1 ? '大于1' : '小于等于1'}，及在EL表达式中也能拿到如@Length的min等数据。

另外我们还可以拿到一个java.util.Formatter类型的formatter变量进行格式化：

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${formatter.format("%04d", min)}

4、方法参数/返回值验证

这个可以参考《Spring3.1 对Bean Validation规范的新支持(方法级别验证) 》，概念是类似的，具体可以参考Bean Validation 文档。

5、自定义验证规则

有时候默认的规则可能还不够，有时候还需要自定义规则，比如屏蔽关键词验证是非常常见的一个功能，比如在发帖时帖子中不允许出现admin等关键词。

1、定义验证注解

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package com.sishuok.spring4.validator;
import javax.validation.Constraint;
import javax.validation.Payload;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;
import static java.lang.annotation.ElementType.*;
import static java.lang.annotation.RetentionPolicy.*;
/**
* User: Zhang Kaitao
* Date: 13-12-15
* Version: 1.0
*/
@Target({ FIELD, METHOD, PARAMETER, ANNOTATION_TYPE })
@Retention(RUNTIME)
//指定验证器
@Constraint(validatedBy = ForbiddenValidator.class)
@Documented
public @interface Forbidden {
//默认错误消息
String message() default "{forbidden.word}";
//分组
Class<?>[] groups() default { };
//负载
Class<? extends Payload>[] payload() default { };
//指定多个时使用
@Target({ FIELD, METHOD, PARAMETER, ANNOTATION_TYPE })
@Retention(RUNTIME)
@Documented
@interface List {
Forbidden[] value();
}
}

2、定义验证器

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package com.sishuok.spring4.validator;
import org.hibernate.validator.internal.engine.constraintvalidation.ConstraintValidatorContextImpl;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.util.StringUtils;
import javax.validation.ConstraintValidator;
import javax.validation.ConstraintValidatorContext;
import java.io.Serializable;
/**
* User: Zhang Kaitao
* Date: 13-12-15
* Version: 1.0
*/
public class ForbiddenValidator implements ConstraintValidator<Forbidden, String> {
private String[] forbiddenWords = {"admin"};
@Override
public void initialize(Forbidden constraintAnnotation) {
//初始化，得到注解数据
}
@Override
public boolean isValid(String value, ConstraintValidatorContext context) {
if(StringUtils.isEmpty(value)) {
return true;
}
for(String word : forbiddenWords) {
if(value.contains(word)) {
return false;//验证失败
}
}
return true;
}
}

验证器中可以使用spring的依赖注入，如注入：@Autowired private ApplicationContext ctx;

3、使用

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public class User implements Serializable {
@Forbidden()
private String name;
}

4、当我们在提交name中含有admin的时候会输出错误消息：

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forbidden.word=您输入的数据中有非法关键词

问题来了，哪个词是非法的呢？bean validation 和 hibernate validator都没有提供相应的api提供这个数据，怎么办呢？通过跟踪代码，发现一种不是特别好的方法：我们可以覆盖org.hibernate.validator.internal.metadata.descriptor.ConstraintDescriptorImpl实现（即复制一份代码放到我们的src中），然后覆盖buildAnnotationParameterMap方法；

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private Map<String, Object> buildAnnotationParameterMap(Annotation annotation) {
……
//将Collections.unmodifiableMap( parameters );替换为如下语句
return parameters;
}

即允许这个数据可以修改；然后在ForbiddenValidator中：

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for(String word : forbiddenWords) {
if(value.contains(word)) {
((ConstraintValidatorContextImpl)context).getConstraintDescriptor().getAttributes().put("word", word);
return false;//验证失败
}
}

通过((ConstraintValidatorContextImpl)context).getConstraintDescriptor().getAttributes().put("word", word);添加自己的属性；放到attributes中的数据可以通过${} 获取。然后消息就可以变成：

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forbidden.word=您输入的数据中有非法关键词【{word}】

这种方式不是很友好，但是可以解决我们的问题。

典型的如密码、确认密码的场景，非常常用；如果没有这个功能我们需要自己写代码来完成；而且经常重复自己。接下来看看bean validation 1.1如何实现的。

6、类级别验证器

6.1、定义验证注解

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package com.sishuok.spring4.validator;
import javax.validation.Constraint;
import javax.validation.Payload;
import javax.validation.constraints.NotNull;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;
import static java.lang.annotation.ElementType.*;
import static java.lang.annotation.RetentionPolicy.*;
/**
* User: Zhang Kaitao
* Date: 13-12-15
* Version: 1.0
*/
@Target({ TYPE, ANNOTATION_TYPE})
@Retention(RUNTIME)
//指定验证器
@Constraint(validatedBy = CheckPasswordValidator.class)
@Documented
public @interface CheckPassword {
//默认错误消息
String message() default "";
//分组
Class<?>[] groups() default { };
//负载
Class<? extends Payload>[] payload() default { };
//指定多个时使用
@Target({ FIELD, METHOD, PARAMETER, ANNOTATION_TYPE })
@Retention(RUNTIME)
@Documented
@interface List {
CheckPassword[] value();
}
}

6.2、定义验证器

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package com.sishuok.spring4.validator;
import com.sishuok.spring4.entity.User;
import org.springframework.util.StringUtils;
import javax.validation.ConstraintValidator;
import javax.validation.ConstraintValidatorContext;
/**
* User: Zhang Kaitao
* Date: 13-12-15
* Version: 1.0
*/
public class CheckPasswordValidator implements ConstraintValidator<CheckPassword, User> {
@Override
public void initialize(CheckPassword constraintAnnotation) {
}
@Override
public boolean isValid(User user, ConstraintValidatorContext context) {
if(user == null) {
return true;
}
//没有填密码
if(!StringUtils.hasText(user.getPassword())) {
context.disableDefaultConstraintViolation();
context.buildConstraintViolationWithTemplate("{password.null}")
.addPropertyNode("password")
.addConstraintViolation();
return false;
}
if(!StringUtils.hasText(user.getConfirmation())) {
context.disableDefaultConstraintViolation();
context.buildConstraintViolationWithTemplate("{password.confirmation.null}")
.addPropertyNode("confirmation")
.addConstraintViolation();
return false;
}
//两次密码不一样
if (!user.getPassword().trim().equals(user.getConfirmation().trim())) {
context.disableDefaultConstraintViolation();
context.buildConstraintViolationWithTemplate("{password.confirmation.error}")
.addPropertyNode("confirmation")
.addConstraintViolation();
return false;
}
return true;
}
}

其中我们通过disableDefaultConstraintViolation禁用默认的约束；然后通过buildConstraintViolationWithTemplate(消息模板)/addPropertyNode(所属属性)/addConstraintViolation定义我们自己的约束。

6.3、使用

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@CheckPassword()
public class User implements Serializable {
}

放到类头上即可。

7、通过脚本验证

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@ScriptAssert(script = "_this.password==_this.confirmation", lang = "javascript", alias = "_this", message = "{password.confirmation.error}")
public class User implements Serializable {
}

通过脚本验证是非常简单而且强大的，lang指定脚本语言（请参考javax.script.ScriptEngineManager JSR-223），alias是在脚本验证中User对象的名字，但是大家会发现一个问题：错误消息怎么显示呢？在springmvc 中会添加到全局错误消息中，这肯定不是我们想要的，我们改造下吧。

7.1、定义验证注解

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package com.sishuok.spring4.validator;
import org.hibernate.validator.internal.constraintvalidators.ScriptAssertValidator;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;
import javax.validation.Constraint;
import javax.validation.Payload;
import static java.lang.annotation.ElementType.TYPE;
import static java.lang.annotation.RetentionPolicy.RUNTIME;
@Target({ TYPE })
@Retention(RUNTIME)
@Constraint(validatedBy = {PropertyScriptAssertValidator.class})
@Documented
public @interface PropertyScriptAssert {
String message() default "{org.hibernate.validator.constraints.ScriptAssert.message}";
Class<?>[] groups() default { };
Class<? extends Payload>[] payload() default { };
String lang();
String script();
String alias() default "_this";
String property();
@Target({ TYPE })
@Retention(RUNTIME)
@Documented
public @interface List {
PropertyScriptAssert[] value();
}
}

和ScriptAssert没什么区别，只是多了个property用来指定出错后给实体的哪个属性。

7.2、验证器

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package com.sishuok.spring4.validator;
import javax.script.ScriptException;
import javax.validation.ConstraintDeclarationException;
import javax.validation.ConstraintValidator;
import javax.validation.ConstraintValidatorContext;
import com.sishuok.spring4.validator.PropertyScriptAssert;
import org.hibernate.validator.constraints.ScriptAssert;
import org.hibernate.validator.internal.util.Contracts;
import org.hibernate.validator.internal.util.logging.Log;
import org.hibernate.validator.internal.util.logging.LoggerFactory;
import org.hibernate.validator.internal.util.scriptengine.ScriptEvaluator;
import org.hibernate.validator.internal.util.scriptengine.ScriptEvaluatorFactory;
import static org.hibernate.validator.internal.util.logging.Messages.MESSAGES;
public class PropertyScriptAssertValidator implements ConstraintValidator<PropertyScriptAssert, Object> {
private static final Log log = LoggerFactory.make();
private String script;
private String languageName;
private String alias;
private String property;
private String message;
public void initialize(PropertyScriptAssert constraintAnnotation) {
validateParameters( constraintAnnotation );
this.script = constraintAnnotation.script();
this.languageName = constraintAnnotation.lang();
this.alias = constraintAnnotation.alias();
this.property = constraintAnnotation.property();
this.message = constraintAnnotation.message();
}
public boolean isValid(Object value, ConstraintValidatorContext constraintValidatorContext) {
Object evaluationResult;
ScriptEvaluator scriptEvaluator;
try {
ScriptEvaluatorFactory evaluatorFactory = ScriptEvaluatorFactory.getInstance();
scriptEvaluator = evaluatorFactory.getScriptEvaluatorByLanguageName( languageName );
}
catch ( ScriptException e ) {
throw new ConstraintDeclarationException( e );
}
try {
evaluationResult = scriptEvaluator.evaluate( script, value, alias );
}
catch ( ScriptException e ) {
throw log.getErrorDuringScriptExecutionException( script, e );
}
if ( evaluationResult == null ) {
throw log.getScriptMustReturnTrueOrFalseException( script );
}
if ( !( evaluationResult instanceof Boolean ) ) {
throw log.getScriptMustReturnTrueOrFalseException(
script,
evaluationResult,
evaluationResult.getClass().getCanonicalName()
);
}
if(Boolean.FALSE.equals(evaluationResult)) {
constraintValidatorContext.disableDefaultConstraintViolation();
constraintValidatorContext
.buildConstraintViolationWithTemplate(message)
.addPropertyNode(property)
.addConstraintViolation();
}
return Boolean.TRUE.equals( evaluationResult );
}
private void validateParameters(PropertyScriptAssert constraintAnnotation) {
Contracts.assertNotEmpty( constraintAnnotation.script(), MESSAGES.parameterMustNotBeEmpty( "script" ) );
Contracts.assertNotEmpty( constraintAnnotation.lang(), MESSAGES.parameterMustNotBeEmpty( "lang" ) );
Contracts.assertNotEmpty( constraintAnnotation.alias(), MESSAGES.parameterMustNotBeEmpty( "alias" ) );
Contracts.assertNotEmpty( constraintAnnotation.property(), MESSAGES.parameterMustNotBeEmpty( "property" ) );
Contracts.assertNotEmpty( constraintAnnotation.message(), MESSAGES.parameterMustNotBeEmpty( "message" ) );
}
}

和之前的类级别验证器类似，就不多解释了，其他代码全部拷贝自org.hibernate.validator.internal.constraintvalidators.ScriptAssertValidator。

7.3、使用

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@PropertyScriptAssert(property = "confirmation", script = "_this.password==_this.confirmation", lang = "javascript", alias = "_this", message = "{password.confirmation.error}")

和之前的区别就是多了个property，用来指定出错时给哪个字段。这个相对之前的类级别验证器更通用一点。

8、cross-parameter，跨参数验证

直接看示例；

8.1、首先注册MethodValidationPostProcessor，起作用请参考《Spring3.1 对Bean Validation规范的新支持(方法级别验证) 》

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<bean class="org.springframework.validation.beanvalidation.MethodValidationPostProcessor">
<property name="validator" ref="validator"/>
</bean>

8.2、Service

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@Validated
@Service
public class UserService {
@CrossParameter
public void changePassword(String password, String confirmation) {
}
}

通过@Validated注解UserService表示该类中有需要进行方法参数/返回值验证； @CrossParameter注解方法表示要进行跨参数验证；即验证password和confirmation是否相等。

8.3、验证注解

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package com.sishuok.spring4.validator;
//省略import
@Constraint(validatedBy = CrossParameterValidator.class)
@Target({ METHOD, CONSTRUCTOR, ANNOTATION_TYPE })
@Retention(RUNTIME)
@Documented
public @interface CrossParameter {
String message() default "{password.confirmation.error}";
Class<?>[] groups() default { };
Class<? extends Payload>[] payload() default { };
}

8.4、验证器

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package com.sishuok.spring4.validator;
//省略import
@SupportedValidationTarget(ValidationTarget.PARAMETERS)
public class CrossParameterValidator implements ConstraintValidator<CrossParameter, Object[]> {
@Override
public void initialize(CrossParameter constraintAnnotation) {
}
@Override
public boolean isValid(Object[] value, ConstraintValidatorContext context) {
if(value == null || value.length != 2) {
throw new IllegalArgumentException("must have two args");
}
if(value[0] == null || value[1] == null) {
return true;
}
if(value[0].equals(value[1])) {
return true;
}
return false;
}
}

其中@SupportedValidationTarget(ValidationTarget.PARAMETERS)表示验证参数； value将是参数列表。

8.5、使用

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@RequestMapping("/changePassword")
public String changePassword(
@RequestParam("password") String password,
@RequestParam("confirmation") String confirmation, Model model) {
try {
userService.changePassword(password, confirmation);
} catch (ConstraintViolationException e) {
for(ConstraintViolation violation : e.getConstraintViolations()) {
System.out.println(violation.getMessage());
}
}
return "success";
}

调用userService.changePassword方法，如果验证失败将抛出ConstraintViolationException异常，然后得到ConstraintViolation，调用getMessage即可得到错误消息；然后到前台显示即可。

从以上来看，不如之前的使用方便，需要自己对错误消息进行处理。下一节我们也写个脚本方式的跨参数验证器。

9、混合类级别验证器和跨参数验证器

9.1、验证注解

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package com.sishuok.spring4.validator;
//省略import
@Constraint(validatedBy = {
CrossParameterScriptAssertClassValidator.class,
CrossParameterScriptAssertParameterValidator.class
})
@Target({ TYPE, FIELD, PARAMETER, METHOD, CONSTRUCTOR, ANNOTATION_TYPE })
@Retention(RUNTIME)
@Documented
public @interface CrossParameterScriptAssert {
String message() default "error";
Class<?>[] groups() default { };
Class<? extends Payload>[] payload() default { };
String script();
String lang();
String alias() default "_this";
String property() default "";
ConstraintTarget validationAppliesTo() default ConstraintTarget.IMPLICIT;
}

此处我们通过@Constraint指定了两个验证器，一个类级别的，一个跨参数的。validationAppliesTo指定为ConstraintTarget.IMPLICIT，表示隐式自动判断。

9.2、验证器

请下载源码查看

9.3、使用

9.3.1、类级别使用

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@CrossParameterScriptAssert(property = "confirmation", script = "_this.password==_this.confirmation", lang = "javascript", alias = "_this", message = "{password.confirmation.error}")

指定property即可，其他和之前的一样。

9.3.2、跨参数验证

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@CrossParameterScriptAssert(script = "args[0] == args[1]", lang = "javascript", alias = "args", message = "{password.confirmation.error}")
public void changePassword(String password, String confirmation) {
}

通过args[0]==args[1] 来判断是否相等。

这样，我们的验证注解就自动适应两种验证规则了。

到此，我们已经完成大部分Bean Validation的功能实验了。对于如XML配置、编程式验证API的使用等对于我们使用SpringMVC这种web环境用处不大，所以就不多介绍了，有兴趣可以自己下载官方文档学习。