Util应用框架基础(四) - 验证

本节介绍Util应用框架如何进行验证.

概述

验证是业务健壮性的基础.

.Net 提供了一套称为 DataAnnotations 数据注解的方法,可以对属性进行一些基本验证,比如必填项验证,长度验证等.

Util应用框架使用标准的数据注解作为基础验证,并对自定义验证进行扩展.

基础用法

引用Nuget包

Nuget包名: Util.Validation.

通常不需要手工引用它.

数据注解

数据注解是一种.Net 特性 Attribute,可以在属性上应用它们.

常用数据注解

下面列出一些常用数据注解,如果还不能满足需求,可以创建自定义的数据注解.

• RequiredAttribute 必填项验证

  [Required] 验证属性不能是空值.

  范例:

    public class Test {
        [Required]
        public string Name { get; set; }
    }
  

  [Required] 支持一些参数,可以设置验证失败的提示消息.

    public class Test {
        [Required(ErrorMessage = "名称不能为空")]
        public string Name { get; set; }
    }
  

• StringLengthAttribute 字符串长度验证

  [StringLength] 可以对字符串长度进行验证.

  下面的例子验证 Name 属性的字符串最大长度为 5.

    public class Test {
        [StringLength(5)]
        public string Name { get; set; }
    }
  

  还可以同时设置最小长度.

  下面验证 Name 属性字符串最小长度为1,最大长度为 5.

    public class Test {
        [StringLength(5,MinimumLength = 1)]
        public string Name { get; set; }
    }
  

• MaxLengthAttribute 字符串最大长度验证

  [MaxLength] 也可以用来验证字符串最大长度.

  验证 Name 属性的字符串最大长度为 5.

    public class Test {
        [MaxLength(5)]
        public string Name { get; set; }
    }
  

• MinLengthAttribute 字符串最小长度验证

  [MinLength] 也可以用来验证字符串最小长度.

  验证 Name 属性的字符串最小长度为 1.

    public class Test {
        [MinLength(1)]
        public string Name { get; set; }
    }
  

• RangeAttribute 数值范围验证

  [Range] 用于验证数值范围.

  下面验证 Money 属性的值必须在 1 到 5 之间的范围.

    public class Test {
        [Range( 1, 5 )]
        public int Money { get; set; }
    }
  

• EmailAddressAttribute 电子邮件验证

  [EmailAddress] 用于验证电子邮件的格式.

    public class Test {
        [EmailAddress]
        public int Email { get; set; }
    }
  

• PhoneAttribute 手机号验证

  [Phone] 用于验证手机号的格式.

    public class Test {
        [Phone]
        public int Tel { get; set; }
    }
  

• IdCardAttribute 身份证验证

  [IdCard] 用于验证身份证的格式.

  它是一个Util应用框架自定义的数据注解.

    public class Test {
        [IdCard]
        public int IdCard { get; set; }
    }
  

• UrlAttribute Url验证

  [Url] 用于验证网址格式.

    public class Test {
        [Url]
        public int Url { get; set; }
    }
  

• RegularExpressionAttribute 正则表达式验证

  [RegularExpression] 可以使用正则表达式进行验证.

  由于正则表达式比较复杂,对于经常使用的场景,应封装成自定义数据注解.

  下面使用正则表达式验证身份证,可以封装到 [IdCard] 数据注解,从而避免正则表达式的复杂性.

    public class Test {
        [RegularExpression( @"(^\d{15}$)|(^\d{18}$)|(^\d{17}(\d|X|x)$)" )]
        public string IdCard { get; set; }
    }
  

验证数据注解

虽然在对象属性上添加了数据注解,但它们并不会自动触发验证.

你可以使用 Asp.Net Core 提供的方法验证对象上的数据注解.

Util 提供了一个辅助方法 Util.Validation.DataAnnotationValidation.Validate 用来验证数据注解.

DataAnnotationValidation.Validate 方法接收一个对象参数,只需将要验证的对象实例传入即可.

返回类型为验证结果集合,包含所有验证失败的消息.

    public class Test {
        [Required]
        public string Name { get; set; }

        public ValidationResultCollection Validate() {
            return DataAnnotationValidation.Validate( this );
        }
    }

大部分情况下,你并不需要调用 DataAnnotationValidation.Validate 方法验证数据注解.

实体,值对象,DTO等对象已经内置了 Validate 方法,它们会自动验证数据注解.

Util Angular UI 数据注解验证支持

Util Angular UI支持 Razor TagHelper服务端标签语法.

可以在表单组件使用 Lambda表达式绑定 DTO 对象属性.

TestDto参数对象 Name 属性使用 [Required] 设置必填项验证.

    public class TestDto : DtoBase {
        [Required]
        [Display(Name = "name")]
        public string Name { get; set; }
    }

Razor 页面声明 TestDto 模型, 定义输入框 util-input,使用 for 属性绑定到 TestDto 参数对象的 Name 属性.

@page
@model TestDto

<util-form>
    <util-input id="input_Name" for="Name" />
</util-form>

Razor页面最终会生成html,表单标签 nz-form-label 添加了 nzRequired 必填项属性, 输入框 input 添加了 required 必填项属性.

<form nz-form>
    <nz-form-item>
        <nz-form-label [nzRequired]="true">name</nz-form-label>
        <nz-form-control [nzErrorTip]="vt_input_Name">
            <input #input_Name="" #v_input_Name="xValidationExtend" name="name" nz-input="" x-validation-extend="" [(ngModel)]="model.name" [required]="true" />
            <ng-template #vt_input_Name="">{{v_input_Name.getErrorMessage()}}</ng-template>
        </nz-form-control>
    </nz-form-item>
</form>

通过将DTO数据注解转换成标签的验证属性,可以让 Web Api 和 UI 的验证同步.

自定义验证

数据注解可以解决一些常见的验证场景.

但业务上可能需要编写自定义代码以更灵活的方式验证.

Util应用框架定义了一个验证接口 Util.Validation.IValidation.

IValidation 接口定义了 Validate 方法,执行该方法返回验证结果集合.

/// <summary>
/// 验证操作
/// </summary>
public interface IValidation {
    /// <summary>
    /// 验证
    /// </summary>
    ValidationResultCollection Validate();
}

实体,值对象,DTO等对象类型实现了 IValidation 接口,意味着这些对象可以通过标准的 Validate 方法进行验证.

var entity = new TestEntity();
entity.Validate();

不论对象内部多么复杂,要验证它只需调用 Validate 方法即可.

验证逻辑被完全封装到对象内部.

DTO自定义验证

DTO参数对象 Validate 方法默认仅验证数据注解,如果有错误将抛出 Warning 异常.

Warning 异常代表业务错误,它的错误消息会返回给客户端.

Validate 是一个虚方法,可以进行重写.

    public class TestDto : DtoBase {
        [Required]
        public string Name { get; set; }

        public override ValidationResultCollection Validate() {
            base.Validate();
            if ( Name.Contains( "test" ) )
                throw new Warning( "名称不能包含test" );
            return ValidationResultCollection.Success;
        }
    }

TestDto 重写了 Validate 方法.

首先调用 base.Validate(); ,保证数据注解得到验证.

如果数据注解验证通过, 判断 Name 属性是否包含 test 字符串,如果包含则抛出 Warning 异常.

由于DTO参数仅用来传递数据,不应包含复杂的验证逻辑,通过重写 Validate 方法添加简单自定义验证逻辑应能满足需求.

另外, DTO参数验证失败,可直接抛出 Warning 异常,让全局异常处理器进行处理.

领域对象自定义验证

领域对象包含实体和值对象等.

对于较复杂的业务场景,与DTO不同的是,领域对象可用于业务处理,而不是传递数据.

需要为领域对象提供更多的验证支持.

领域对象有多种方式进行自定义验证.

• 重写 Validate 方法

  领域对象最简单的自定义验证方式是重写 Validate 方法,并提供额外的验证逻辑.

      public class TestEntity : AggregateRoot<TestEntity> {
          public TestEntity() : this( Guid.Empty ) {
          }
          public TestEntity( Guid id ) : base( id ) {
          }
  
          [Required]
          public string Name { get; set; }
  
          public override ValidationResultCollection Validate() {
              base.Validate();
              if( Name.Contains( "test" ) )
                  throw new Warning( "名称不能包含test" );
              return ValidationResultCollection.Success;
          }
      }
  

  不过重写 Validate 验证方式也存在一些问题.

  • Validate 方法逐渐变得臃肿,代码稳定性在降低.

  • 代码的清晰度很低,重要的验证条件属于业务规则,却被一堆杂乱的 if else 判断淹没了.

• 验证规则

  验证规则 Util.Validation.IValidationRule 代表一个验证条件,接口定义如下.

    /// <summary>
    /// 验证规则
    /// </summary>
    public interface IValidationRule {
        /// <summary>
        /// 验证
        /// </summary>
        ValidationResult Validate();
    }
  

  可以为较复杂和重要的验证条件创建验证规则对象,把复杂的验证逻辑封装起来,并从领域对象中分离出来.

  • 创建验证规则对象

    约定: 验证规则对象需要取一个符合业务验证规则的名称, 并以 ValidationRule 结尾,文件放到 ValidationRules 目录中.

    ValidationRule 结尾可能导致名称过长.

    这里演示就随便起一个 SampleValidationRule.

    验证规则依赖一些对象才能进行验证,如何才能获取依赖?

    通过验证规则对象的构造方法传入需要的依赖对象.

    验证规则不通过Ioc容器管理,在需要的地方通过 new 创建验证规则实例.

    SampleValidationRule 示例构造方法只接收一个参数,但可以根据需要接收更多依赖项.

    实现验证规则的 Validate 方法.

    如果验证成功返回 ValidationResult.Success.

    如果验证失败返回验证结果对象 ValidationResult, 并设置验证失败消息.

    public class SampleValidationRule : IValidationRule {
        private readonly TestEntity _entity;
    
        public SampleValidationRule( TestEntity entity ) {
            _entity = entity;
        }
    
        public ValidationResult Validate() {
            if( _entity.Name.Contains( "test" ) )
                return new ValidationResult( "名称不能包含test" );
            return ValidationResult.Success;
        }
    }
    

  • 将验证规则添加到领域对象

    领域对象基类定义了 AddValidationRule 方法,用于添加验证规则对象.

    从领域对象外部调用 AddValidationRule 传入验证规则.

        var entity = new TestEntity();
        entity.AddValidationRule( new SampleValidationRule( entity ) );
    

    可以通过工厂方法封装验证规则.

    public class TestEntity : AggregateRoot<TestEntity> {
        public TestEntity() : this( Guid.Empty ) {
        }
        public TestEntity( Guid id ) : base( id ) {
        }
    
        [Required]
        public string Name { get; set; }
    
        public static TestEntity Create() {
            var entity = new TestEntity();
            entity.AddValidationRule( new SampleValidationRule( entity ) );
            return entity;
        }
    }
    
    var entity = TestEntity.Create();
    entity.Validate();
    

    对于比较固定且只依赖领域对象本身的验证规则,可以在构造方法添加.

    public class TestEntity : AggregateRoot<TestEntity> {
        public TestEntity() : this( Guid.Empty ) {
        }
    
        public TestEntity( Guid id ) : base( id ) {
            AddValidationRule( new SampleValidationRule( this ) );
        }
    
        [Required]
        public string Name { get; set; }
    }
    

  • 设置验证处理器

    验证规则仅返回验证结果,验证失败如何处理由验证处理器决定.

    /// <summary>
    /// 验证处理器
    /// </summary>
    public interface IValidationHandler {
        /// <summary>
        /// 处理验证错误
        /// </summary>
        /// <param name="results">验证结果集合</param>
        void Handle( ValidationResultCollection results );
    }
    

    领域对象默认的验证处理器在验证失败时抛出 Warning 异常.

    你可以设置自己的验证处理器来替换默认的.

    下面定义的 NothingHandler 在验证失败时什么也不做.

    /// <summary>
    /// 验证失败，不做任何处理
    /// </summary>
    public class NothingHandler : IValidationHandler {
        /// <summary>
        /// 处理验证错误
        /// </summary>
        /// <param name="results">验证结果集合</param>
        public void Handle( ValidationResultCollection results ) {
        }
    }
    

    调用 SetValidationHandler 方法设置验证处理器.

    var entity = new TestEntity();
    entity.AddValidationRule( new SampleValidationRule( entity ) );
    entity.SetValidationHandler( new NothingHandler() );
    

验证拦截器

Util应用框架定义了几个用于验证的参数拦截器.

• NotNullAttribute

  • 验证是否为 null,如果为 null 抛出 ArgumentNullException 异常.

  • 使用范例:

    public interface ITestService : ISingletonDependency {
        void Test( [NotNull] string value );
    }
  

• NotEmptyAttribute

  • 使用 string.IsNullOrWhiteSpace 验证是否为空字符串,如果为空则抛出 ArgumentNullException 异常.

  • 使用范例:

    public interface ITestService : ISingletonDependency {
        void Test( [NotEmpty] string value );
    }
  

• ValidAttribute

  • 如果对象实现了 IValidation 验证接口,则自动调用对象的 Validate 方法进行验证.

  • 使用范例:

    验证单个对象.

    public interface ITestService : ISingletonDependency {
        void Test( [Valid] CustomerDto dto );
    }
  

  验证对象集合.

    public interface ITestService : ISingletonDependency {
        void Test( [Valid] List<CustomerDto> dto );
    }
  

源码解析

DataAnnotationValidation 数据注解验证操作

可以调用 DataAnnotationValidation 的 Validate 方法验证数据注解.

/// <summary>
/// 数据注解验证操作
/// </summary>
public static class DataAnnotationValidation {
    /// <summary>
    /// 验证
    /// </summary>
    /// <param name="target">验证目标</param>
    public static ValidationResultCollection Validate( object target ) {
        if( target == null )
            throw new ArgumentNullException( nameof( target ) );
        var result = new ValidationResultCollection();
        var validationResults = new List<ValidationResult>();
        var context = new ValidationContext( target, null, null );
        var isValid = Validator.TryValidateObject( target, context, validationResults, true );
        if ( !isValid )
            result.AddList( validationResults );
        return result;
    }
}

ValidationResultCollection 验证结果集合

ValidationResultCollection 用于收集验证结果消息.

/// <summary>
/// 验证结果集合
/// </summary>
public class ValidationResultCollection : List<ValidationResult> {

    /// <summary>
    /// 初始化验证结果集合
    /// </summary>
    public ValidationResultCollection() : this( "" ) {
    }

    /// <summary>
    /// 初始化验证结果集合
    /// </summary>
    /// <param name="result">验证结果</param>
    public ValidationResultCollection( string result ) {
        if( string.IsNullOrWhiteSpace( result ) )
            return;
        Add( new ValidationResult( result ) );
    }

    /// <summary>
    /// 成功验证结果集合
    /// </summary>
    public static readonly ValidationResultCollection Success = new();

    /// <summary>
    /// 是否有效
    /// </summary>
    public bool IsValid => Count == 0;

    /// <summary>
    /// 添加验证结果集合
    /// </summary>
    /// <param name="results">验证结果集合</param>
    public void AddList( IEnumerable<ValidationResult> results ) {
        if( results == null )
            return;
        foreach( var result in results )
            Add( result );
    }

    /// <summary>
    /// 输出验证消息
    /// </summary>
    public override string ToString() {
        if( IsValid )
            return string.Empty;
        return this.First().ErrorMessage;
    }
}

ThrowHandler 验证处理器

ThrowHandler 是默认的验证处理器,在验证失败时抛出 Warning 异常.

/// <summary>
/// 验证失败，抛出异常
/// </summary>
public class ThrowHandler : IValidationHandler{
    /// <summary>
    /// 处理验证错误
    /// </summary>
    /// <param name="results">验证结果集合</param>
    public void Handle( ValidationResultCollection results ) {
        if ( results.IsValid )
            return;
        throw new Warning( results.First().ErrorMessage );
    }
}

ValidAttribute 验证拦截器

ValidAttribute 是一个 Aop 参数拦截器,可以对实现了 IValidation 接口的单个对象或对象集合进行验证.

/// <summary>
/// 验证拦截器
/// </summary>
public class ValidAttribute : ParameterInterceptorBase {
    /// <summary>
    /// 执行
    /// </summary>
    public override async Task Invoke( ParameterAspectContext context, ParameterAspectDelegate next ) {
        Validate( context.Parameter );
        await next( context );
    }

    /// <summary>
    /// 验证
    /// </summary>
    private void Validate( Parameter parameter ) {
        if ( Reflection.IsGenericCollection( parameter.RawType ) ) {
            ValidateCollection( parameter );
            return;
        }
        IValidation validation = parameter.Value as IValidation;
        validation?.Validate();
    }

    /// <summary>
    /// 验证集合
    /// </summary>
    private void ValidateCollection( Parameter parameter ) {
        if ( !( parameter.Value is IEnumerable<IValidation> validations ) )
            return;
        foreach ( var validation in validations )
            validation.Validate();
    }
}