如何使用责任链默认优雅地进行参数校验？

Myth丶恋晨 2023-09-25 19:54 60阅读 0赞

### 前言 ###

项目中参数校验十分重要，它可以保护我们应用程序的安全性和合法性。我想大家通常的做法是像下面这样做的:

@Override
    public void validate(SignUpCommand command) {
        validateCommand(command); // will throw an exception if command is not valid
        validateUsername(command.getUsername()); // will throw an exception if username is duplicated
        validateEmail(commend.getEmail()); // will throw an exception if email is duplicated
    }
    复制代码

这么做最大的优势就是简单直接，但是如果验证逻辑很复杂，会导致这个类变得很庞大，而且上面是通过抛出异常来改变代码执行流程，这也是一种不推荐的做法。

那么有什么更好的参数校验的方式呢？本文就推荐一种通过责任链设计模式来优雅地实现参数的校验功能，我们通过一个用户注册的例子来讲明白如何实现。

*  有效的注册数据——名字、姓氏、电子邮件、用户名和密码。
 *  用户名必须是唯一的。
 *  电子邮件必须是唯一的。

### 定义用户注册和验证结果类 ###

1.  定义一个`SignUpCommand`类用来接受用户注册的属性信息。并且使用 `@Value` 注解让这个类不可变。

import lombok.Value;
    
    import javax.validation.constraints.*;
    
    @Value
    public class SignUpCommand {
    
        @Min(2)
        @Max(40)
        @NotBlank
        private final String firstName;
    
        @Min(2)
        @Max(40)
        @NotBlank
        private final String lastName;
    
        @Min(2)
        @Max(40)
        @NotBlank
        private final String username;
    
        @NotBlank
        @Size(max = 60)
        @Email
        private final String email;
    
        @NotBlank
        @Size(min = 6, max = 20)
        private final String rawPassword;
    复制代码

*  使用`javax.validation`中的注解如`@NotBlank`、`@Size`来验证用户注册信息是否有效。
 *  使用`lombok`的注解`@Value`，因为我希望命令对象是不可变的。注册用户的数据应与注册表中填写的数据相同。

1.  定义存储验证结果类`ValidationResult`，如下所示：

@Value
    public class ValidationResult {
        private final boolean isValid;
        private final String errorMsg;
    
        public static ValidationResult valid() {
            return new ValidationResult(true, null);
        }
    
        public static ValidationResult invalid(String errorMsg) {
            return new ValidationResult(false, errorMsg);
        }
    
        public boolean notValid() {
            return !isValid;
        }
    }
    复制代码

*  在我看来，这是一种非常方便的方法返回类型，并且比抛出带有验证消息的异常要好。

1.  既然是责任链，还需要定义一个“链”类`ValidationStep`，它是这些验证步骤的超类，我们希望将它们相互“链接”起来。

public abstract class ValidationStep<T> {
    
        private ValidationStep<T> next;
    
        public ValidationStep<T> linkWith(ValidationStep<T> next) {
            if (this.next == null) {
                this.next = next;
                return this;
            }
            ValidationStep<T> lastStep = this.next;
            while (lastStep.next != null) {
                lastStep = lastStep.next;
            }
            lastStep.next = next;
            return this;
        }
    
        public abstract ValidationResult validate(T toValidate);
    
        protected ValidationResult checkNext(T toValidate) {
            if (next == null) {
                return ValidationResult.valid();
            }
    
            return next.validate(toValidate);
        }
    }
    复制代码

### 核心验证逻辑 ###

现在我们开始进行参数校验的核心逻辑，也就是如何把上面定义的类给串联起来。

1.  我们定义一个用于注册验证的接口类`SignUpValidationService`

public interface SignUpValidationService {
        ValidationResult validate(SignUpCommand command);
    }
    复制代码

1.  现在我们可以使用上面定义的类和责任链模式来轻松的实现，代码如下：

import lombok.AllArgsConstructor;
    import org.springframework.stereotype.Service;
    
    import javax.validation.ConstraintViolation;
    import javax.validation.Validation;
    import javax.validation.Validator;
    import javax.validation.ValidatorFactory;
    import java.util.Set;
    
    @Service
    @AllArgsConstructor
    public class DefaultSignUpValidationService implements SignUpValidationService {
    
        private final UserRepository userRepository;
    
        @Override
        public ValidationResult validate(SignUpCommand command) {
            return new CommandConstraintsValidationStep()
                    .linkWith(new UsernameDuplicationValidationStep(userRepository))
                    .linkWith(new EmailDuplicationValidationStep(userRepository))
                    .validate(command);
        }
    
        private static class CommandConstraintsValidationStep extends ValidationStep<SignUpCommand> {
    
            @Override
            public ValidationResult validate(SignUpCommand command) {
                try (ValidatorFactory validatorFactory = Validation.buildDefaultValidatorFactory()) {
                    final Validator validator = validatorFactory.getValidator();
                    final Set<ConstraintViolation<SignUpCommand>> constraintsViolations = validator.validate(command);
    
                    if (!constraintsViolations.isEmpty()) {
                        return ValidationResult.invalid(constraintsViolations.iterator().next().getMessage());
                    }
                }
                return checkNext(command);
            }
        }
    
        @AllArgsConstructor
        private static class UsernameDuplicationValidationStep extends ValidationStep<SignUpCommand> {
    
            private final UserRepository userRepository;
    
            @Override
            public ValidationResult validate(SignUpCommand command) {
                if (userRepository.findByUsername(command.getUsername()).isPresent()) {
                    return ValidationResult.invalid(String.format("Username [%s] is already taken", command.getUsername()));
                }
                return checkNext(command);
            }
        }
    
        @AllArgsConstructor
        private static class EmailDuplicationValidationStep extends ValidationStep<SignUpCommand> {
    
            private final UserRepository userRepository;
    
            @Override
            public ValidationResult validate(SignUpCommand command) {
                if (userRepository.findByEmail(command.getEmail()).isPresent()) {
                    return ValidationResult.invalid(String.format("Email [%s] is already taken", command.getEmail()));
                }
                return checkNext(command);
            }
        }
    }
    复制代码

*  `validate`方法是核心方法，其中调用`linkWith`方法组装参数的链式校验器，其中涉及多个验证类，先做基础验证，如果通过的话，去验证用户名是否重复，如果也通过的话，去验证`Email`是否重复。
 *  `CommandConstraintsValidationStep`类，此步骤是一个基础验证，所有的`javax validation annotation`都会被验证，比如是否为空，`Email`格式是否正确等等。这非常方便，我们不必自己编写这些验证器。如果一个对象是有效的，那么调用`checkNext`方法让流程进入下一步，`checkNext`，如果不是，`ValidationResult` 将立即返回。
 *  `UsernameDuplicationValidationStep`类，此步骤验证用户名是否重复，主要需要去查数据库了。如果是，那么将立即返回无效的`ValidationResult`，否则的话继续往后走，去验证下一步。
 *  `EmailDuplicationValidationStep` 类，电子邮件重复验证。因为没有下一步，如果电子邮件是唯一的，则将返回`ValidationResult.valid()`。

### 总结 ###

上面就是通过责任链模式来实现我们参数校验的完整过程了，你学会了吗?这种方式可以优雅的将验证逻辑拆分到单独的类中，如果添加新的验证逻辑，只需要添加新的类，然后组装到“校验链”中。但是在我看来，这比较适合于用于校验相对复杂的场景，如果只是简单的校验就完全没必要这么做了，反而会增加代码的复杂度。