源碼剖析@ApiImplicitParam對@RequestParam的required屬性的侵入性

来源:https://www.cnblogs.com/huangying2124/archive/2020/07/09/13270358.html
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問題起源 使用SpringCloud構建項目時，使用Swagger生成相應的介面文檔是推薦的選項，Swagger能夠提供頁面訪問，直接在網頁上調試後端系統的介面， 非常方便。最近卻遇到了一個有點困惑的問題，演示介面示例如下（原有功能介面帶有業務實現邏輯，這裡簡化了介面）： /** * @descri ...


問題起源

使用SpringCloud構建項目時，使用Swagger生成相應的介面文檔是推薦的選項，Swagger能夠提供頁面訪問，直接在網頁上調試後端系統的介面， 非常方便。最近卻遇到了一個有點困惑的問題，演示介面示例如下（原有功能介面帶有業務實現邏輯，這裡簡化了介面）：

/**
 * @description: 演示類
 * @author: Huang Ying
 **/
@Api(tags = "演示類")
@RestController
@Slf4j
public class DemoController {

	@ApiOperation(value = "測試介面")
	@ApiImplicitParams({
			@ApiImplicitParam(name = "uid", value = "用戶ID", paramType = "query", dataType = "Long")
	})
	@RequestMapping(value = "/api/json/demo", method = RequestMethod.GET)
	public String auth(@RequestParam(value = "uid") Long uid) {
		System.out.println(uid);
		return "the uid: " + uid;
	}
}

問題出在介面參數uid的必填性上，@RequestParam註解里require預設為true，要求必填，但@ApiImplicitParam註解里require預設為false，要求非必填，該業務介面在進行功能聯調時，uid居然能得到一個null值，按照一般認知習慣@ApiImplicitParam註解的主要作用是生成介面文檔，不應該對@RequestParam的屬性有侵入性才對，目前反饋的bug，讓我懷疑@ApiImplicitParam是不是會侵入@RequestParam的require屬性？

框架選型、版本及主要功能

項目搭建

SpringBoot版本：2.1.6.RELEASE
SpringCloud版本：Greenwich.SR3

業務模塊

SpringCloud業務模塊使用的swagger:

swagger bootstrap ui 1.9.6 增強swagger ui樣式
spring4all-swagger 1.9.0.RELEASE 配置化swagger參數，免去代碼開發

業務網關

SpringCloud業務網關使用的swagger:

knife4j 2.0.1 增強swagger ui樣式（網關用gateway搭建，swagger使用knife4j-spring-boot-starter依賴，可以聚合業務模塊的swagger文檔）

此次的範圍只針對SpringCloud業務模塊，暫時不涉及業務網關的Swagger文檔。

測試工具

測試工具目前有兩個：
swagger doc：使用瀏覽器進行訪問，如下圖：

postman：手動配置介面參數，示例：

案例實戰

介面測試1

介面示例如開篇所示，我們先使用如下介面，全部使用預設值，即@ApiImplicitParam的required為false，@RequestParam的required為true：

@ApiOperation(value = "測試介面")
@ApiImplicitParams({
		@ApiImplicitParam(name = "uid", value = "用戶ID", paramType = "query", dataType = "Long")
})
@RequestMapping(value = "/api/json/demo", method = RequestMethod.GET)
public String auth(@RequestParam(value = "uid") Long uid) {
	System.out.println(uid);
	return "the uid: " + uid;
}

看swagger的結果：

看postman的結果：

介面測試2

我們修改@ApiImplicitParam的required值為true，@RequestParam不變，重啟模塊
@ApiImplicitParam(name = "uid", value = "用戶ID", paramType = "query", required = true, dataType = "Long")

看swagger的結果：

通過調試瀏覽器可以發現，為空校驗是js完成的，js判斷為空後，並未發起請求到後端，這樣我們可以認為swagger內@ApiImplicitParam的required參數生效了。

介面測試3

在前面我們使用postman測試介面時，發現參數項是空的，我們加上參數，但不寫值測試後，結果讓人詫異：

並且無論@ApiImplicitParam的required值如何修改，結果都是一樣的，肯定有一個地方是搞錯了，導致我們誤判。

後來仔細查閱資料，發現是我們對@RequestParam的required參數理解錯了，這個required為true的含義是：介面參數名一定要存在，但參數後面有沒有值它管不著。拿剛剛的例子來說：

這兩個請求是通過的：
localhost:8080/api/json//demo?uid
localhost:8080/api/json//demo?uid=

只有這種請求是不通過的：
localhost:8080/api/json//demo?

小結論

經過上述三個介面的測試場景，我們至少可以明確3點：

  1. @ApiImplicitParam的required參數不會對@RequestParam的required值造成侵入，它們倆不相關。
  2. @ApiImplicitParam的required參數會影響swagger doc的js邏輯判斷，為空校驗是在js層面上完成的。
  3. @RequestParam的required參數預設情況下只會校驗是否有該參數名，不校驗它是否有值。

源碼剖析

swagger部分

上一節當中提及swagger讀取@ApiImplicitParam註解的required參數，最終會體現在js上，通過瀏覽器F12的追蹤，定位到swaggerbootstrapui.js文件上，這裡摘抄部分源碼：

# 點擊發送按鈕時，逐行讀取參數信息，並提取required參數
 paramBody.find("tr").each(function () {
    var paramtr=$(this);
    var cked=paramtr.find("td:first").find(":checked").prop("checked");
    var _urlAppendflag=true;
    //that.log(cked)
    if (cked){
        //如果選中，留意此行的required:paramtr.data("required")信息提取
        var trdata={name:paramtr.find("td:eq(2)").find("input").val(),in:paramtr.data("in"),required:paramtr.data("required"),type:paramtr.data("type"),emflag:paramtr.data("emflag"),schemavalue:paramtr.data("schemavalue")};
        //that.log("trdata....")
        //that.log(trdata);
        //獲取key
        //var key=paramtr.find("td:eq(1)").find("input").val();
        var key=trdata["name"];
        //獲取value
        var value="";
        var reqflag=false;
        // 後面代碼省略
    }
})

js上判斷該屬性required是否為true的處理，js源碼如下：

//判斷是否required
if (trdata.hasOwnProperty("required")){
    var required=trdata["required"];
    if (required){
        if(!reqflag){
            //必須,驗證value是否為空
            if(value==null||value==""){
                validateflag=true;
                var des=trdata["name"]
                //validateobj={message:des+"不能為空"};
                validateobj={message:des+i18n.message.debug.fieldNotEmpty};
                return false;
            }
        }
    }

}

SpringCloud業務模塊部分

swagger前端js驗證通過可以向後臺發送請求，或者使用postman向後臺系統發送請求時，開始進入後臺的一系列過濾器、Servlet處理，東西還不少：

// 實際的業務方法部分
auth:28, DemoController (com.hy.demo.controller)
invoke0:-1, NativeMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:62, NativeMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:43, DelegatingMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:498, Method (java.lang.reflect)

// 請求參數的提取、控制部分
doInvoke:190, InvocableHandlerMethod (org.springframework.web.method.support)
invokeForRequest:138, InvocableHandlerMethod (org.springframework.web.method.support)
invokeAndHandle:104, ServletInvocableHandlerMethod (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
invokeHandlerMethod:892, RequestMappingHandlerAdapter (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
handleInternal:797, RequestMappingHandlerAdapter (org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation)
handle:87, AbstractHandlerMethodAdapter (org.springframework.web.servlet.mvc.method)

// 下麵是各種基礎Web服務組件的過濾器等，暫時不關心
doDispatch:1039, DispatcherServlet (org.springframework.web.servlet)
doService:942, DispatcherServlet (org.springframework.web.servlet)
processRequest:1005, FrameworkServlet (org.springframework.web.servlet)
doGet:897, FrameworkServlet (org.springframework.web.servlet)
service:634, HttpServlet (javax.servlet.http)
service:882, FrameworkServlet (org.springframework.web.servlet)
service:741, HttpServlet (javax.servlet.http)
internalDoFilter:231, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:166, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:53, WsFilter (org.apache.tomcat.websocket.server)
internalDoFilter:193, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:166, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:84, SecurityBasicAuthFilter (com.github.xiaoymin.swaggerbootstrapui.filter)
internalDoFilter:193, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:166, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:53, ProductionSecurityFilter (com.github.xiaoymin.swaggerbootstrapui.filter)
internalDoFilter:193, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:166, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:124, WebStatFilter (com.alibaba.druid.support.http)
internalDoFilter:193, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:166, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilterInternal:88, HttpTraceFilter (org.springframework.boot.actuate.web.trace.servlet)
doFilter:109, OncePerRequestFilter (org.springframework.web.filter)
internalDoFilter:193, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:166, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilterInternal:99, RequestContextFilter (org.springframework.web.filter)
doFilter:109, OncePerRequestFilter (org.springframework.web.filter)
internalDoFilter:193, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:166, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilterInternal:92, FormContentFilter (org.springframework.web.filter)
doFilter:109, OncePerRequestFilter (org.springframework.web.filter)
internalDoFilter:193, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:166, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilterInternal:93, HiddenHttpMethodFilter (org.springframework.web.filter)
doFilter:109, OncePerRequestFilter (org.springframework.web.filter)
internalDoFilter:193, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:166, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
filterAndRecordMetrics:114, WebMvcMetricsFilter (org.springframework.boot.actuate.metrics.web.servlet)
doFilterInternal:104, WebMvcMetricsFilter (org.springframework.boot.actuate.metrics.web.servlet)
doFilter:109, OncePerRequestFilter (org.springframework.web.filter)
internalDoFilter:193, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:166, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilterInternal:200, CharacterEncodingFilter (org.springframework.web.filter)
doFilter:109, OncePerRequestFilter (org.springframework.web.filter)
internalDoFilter:193, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
doFilter:166, ApplicationFilterChain (org.apache.catalina.core)
invoke:202, StandardWrapperValve (org.apache.catalina.core)
invoke:96, StandardContextValve (org.apache.catalina.core)
invoke:490, AuthenticatorBase (org.apache.catalina.authenticator)
invoke:139, StandardHostValve (org.apache.catalina.core)
invoke:92, ErrorReportValve (org.apache.catalina.valves)
invoke:74, StandardEngineValve (org.apache.catalina.core)
service:343, CoyoteAdapter (org.apache.catalina.connector)
service:408, Http11Processor (org.apache.coyote.http11)
process:66, AbstractProcessorLight (org.apache.coyote)
process:853, AbstractProtocol$ConnectionHandler (org.apache.coyote)
doRun:1587, NioEndpoint$SocketProcessor (org.apache.tomcat.util.net)
run:49, SocketProcessorBase (org.apache.tomcat.util.net)
runWorker:1149, ThreadPoolExecutor (java.util.concurrent)
run:624, ThreadPoolExecutor$Worker (java.util.concurrent)
run:61, TaskThread$WrappingRunnable (org.apache.tomcat.util.threads)
run:748, Thread (java.lang)

聚集重點在請求參數的讀取校驗方面，首先看org.springframework.web.method.annotation.AbstractNamedValueMethodArgumentResolver類的resolveArgument方法：

@Override
@Nullable
public final Object resolveArgument(MethodParameter parameter, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer,
		NativeWebRequest webRequest, @Nullable WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception {

    // 留意此方法調用
	NamedValueInfo namedValueInfo = getNamedValueInfo(parameter);
	MethodParameter nestedParameter = parameter.nestedIfOptional();

	Object resolvedName = resolveStringValue(namedValueInfo.name);
	if (resolvedName == null) {
		throw new IllegalArgumentException(
				"Specified name must not resolve to null: [" + namedValueInfo.name + "]");
	}
	// 後面暫時省略
}

getNamedValueInfo方法的實現如下：

/**
 * Obtain the named value for the given method parameter.
 */
private NamedValueInfo getNamedValueInfo(MethodParameter parameter) {
	NamedValueInfo namedValueInfo = this.namedValueInfoCache.get(parameter);
	if (namedValueInfo == null) {
		namedValueInfo = createNamedValueInfo(parameter);
		namedValueInfo = updateNamedValueInfo(parameter, namedValueInfo);
		this.namedValueInfoCache.put(parameter, namedValueInfo);
	}
	return namedValueInfo;
}

進入createNamedValueInfo(parameter)方法時，這部分代碼如下：

@Override
protected NamedValueInfo createNamedValueInfo(MethodParameter parameter) {
	RequestParam ann = parameter.getParameterAnnotation(RequestParam.class);
	return (ann != null ? new RequestParamNamedValueInfo(ann) : new RequestParamNamedValueInfo());
}

/**
 * NamedValueInfo的定義
 * Represents the information about a named value, including name, whether it's required and a default value.
 */
protected static class NamedValueInfo {

	private final String name;

	private final boolean required;

	@Nullable
	private final String defaultValue;

	public NamedValueInfo(String name, boolean required, @Nullable String defaultValue) {
		this.name = name;
		this.required = required;
		this.defaultValue = defaultValue;
	}
}

這段代碼很關鍵，這裡只讀取@RequestParam註解，不會讀@ApiImplicitParam註解，所以@ApiImplicitParam註解不會影響@RequestParam的屬性，並且無論是從swagger doc過來的請求，還是postman過來的請求，都執行這一段代碼，最終讀取註解的結果用CurrenctHashMap存儲，key的格式是method 'xxx' parameter y，xxx為方法名，y為參數的順序號，如method 'auth' parameter 0，基本上可以保證唯一性。

階段性總結

源碼閱讀到這裡，基本上可以驗證前面提及的小結論的前2條，引用一下：

  1. @ApiImplicitParam的required參數不會對@RequestParam的required值造成侵入，它們倆不相關。
  2. @ApiImplicitParam的required參數會影響swagger doc的js邏輯判斷，為空校驗是在js層面上完成的。
  3. @RequestParam的required參數預設情況下只會校驗是否有該參數名，不校驗它是否有值。

前面2個問題已經從源碼中找到解釋，來看第3個問題：如果參數設置required=true，但只是要求參數名存在，如果此欄位是Long類型或Integer類型，寫成uid=或'uid'，也能通過校驗，最終進入方法後，還是得手動寫代碼進行為空校驗，這顯然不是我們想要的結果？該如何解決呢？

請求參數data bind的問題

接上一節，如果這樣通用的參數，得挨個判斷是否為空，這樣的做法就有點難受了，有沒有更好的解決辦法呢？預期的實現效果是欄位加上require=true後，Long類型或其他數值類型可以把""，null過濾掉，要不然require還有什麼意義呢？

解決方法有兩個思路：

  1. POST請求方法中將多個參數封裝到一個POJO類里，用@RequestBody聲明，POJO類中可以使用@Validator框架的@NotNull等註解，併在參數前聲明@Valid。
  2. 自定義參數綁定規則擴展。

方案2更通用一些，適用GET、POST請求，並且原有的單個參數聲明無需封裝到POJO類里。

官網本身提供自定義參數綁定的擴展，見https://docs.spring.io/spring/docs/5.1.8.RELEASE/spring-framework-reference/web.html#mvc-ann-initbinder

官網的例子是在指定的Controller類中使用@InitBinder註解，影響範圍僅限該Controller類，示例如下：

@InitBinder
public void initBinder(WebDataBinder binder) {
	/*
	 * 註冊對於String類型參數對象的屬性進行trim操作的編輯器,
	 * 構造參數代表空串是否轉為null，false，則將null轉為空串。
	 */
	binder.registerCustomEditor(String.class, new StringTrimmerEditor(false));
	// 這裡我還添加了其他類型的屬性編輯器，true表示允許使用""，並且將""處理為空，false表示不允許使用""
	binder.registerCustomEditor(Short.class, new CustomNumberEditor(Short.class, false));
	binder.registerCustomEditor(Integer.class, new CustomNumberEditor(Integer.class, false));
	binder.registerCustomEditor(Long.class, new CustomNumberEditor(Long.class, false));
	binder.registerCustomEditor(Float.class, new CustomNumberEditor(Float.class, false));
	binder.registerCustomEditor(Double.class, new CustomNumberEditor(Double.class, false));
	binder.registerCustomEditor(BigDecimal.class, new CustomNumberEditor(BigDecimal.class, false));
	binder.registerCustomEditor(BigInteger.class, new CustomNumberEditor(BigInteger.class, false));
}

由於此次面臨的問題是全模塊@RequestParam的值的問題，需要做一個全局的配置，此時需要新增一個類，並使用@ControllerAdvice註解，代碼如下：

@ControllerAdvice
public class CustomWebBindingInitializer implements WebBindingInitializer {

	@InitBinder
	@Override
	public void initBinder(WebDataBinder binder) {
		/*
		 * 註冊對於String類型參數對象的屬性進行trim操作的編輯器,
		 * 構造參數代表空串是否轉為null，false，則將null轉為空串。
		 */
		binder.registerCustomEditor(String.class, new StringTrimmerEditor(false));
		// 這裡我還添加了其他類型的屬性編輯器，true表示允許使用""，並且將""處理為空，false表示不允許使用""
		binder.registerCustomEditor(Short.class, new CustomNumberEditor(Short.class, false));
		binder.registerCustomEditor(Integer.class, new CustomNumberEditor(Integer.class, false));
		binder.registerCustomEditor(Long.class, new CustomNumberEditor(Long.class, false));
		binder.registerCustomEditor(Float.class, new CustomNumberEditor(Float.class, false));
		binder.registerCustomEditor(Double.class, new CustomNumberEditor(Double.class, false));
		binder.registerCustomEditor(BigDecimal.class, new CustomNumberEditor(BigDecimal.class, false));
		binder.registerCustomEditor(BigInteger.class, new CustomNumberEditor(BigInteger.class, false));
	}

}

註意一下CustomNumberEditor實例初始化的傳的false參數。

重啟應用，看一下效果：

擴展DataBinder後相關源碼閱讀

都已經到這兒了，再加把勁把相關的源碼看一下，還是在org.springframework.web.method.annotation.AbstractNamedValueMethodArgumentResolver類的resolveArgument方法的後半段：

@Override
@Nullable
public final Object resolveArgument(MethodParameter parameter, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer,
		NativeWebRequest webRequest, @Nullable WebDataBinderFactory binderFactory) throws Exception {
    // 前面省略
	if (binderFactory != null) {
		WebDataBinder binder = binderFactory.createBinder(webRequest, null, namedValueInfo.name);
		try {
		    // 在這裡對參數進行轉換
			arg = binder.convertIfNecessary(arg, parameter.getParameterType(), parameter);
		}
		catch (ConversionNotSupportedException ex) {
			throw new MethodArgumentConversionNotSupportedException(arg, ex.getRequiredType(),
					namedValueInfo.name, parameter, ex.getCause());
		}
		catch (TypeMismatchException ex) {
			throw new MethodArgumentTypeMismatchException(arg, ex.getRequiredType(),
					namedValueInfo.name, parameter, ex.getCause());

		}
	}

	handleResolvedValue(arg, namedValueInfo.name, parameter, mavContainer, webRequest);

	return arg;
}

從binder.convertIfNecessary方法一路跟下去，中間省略一些調用，最終到達org.springframework.beans.propertyeditors.CustomNumberEditor類的setAsText方法：

/**
 * Parse the Number from the given text, using the specified NumberFormat.
 */
@Override
public void setAsText(String text) throws IllegalArgumentException {
	if (this.allowEmpty && !StringUtils.hasText(text)) {
		// Treat empty String as null value.
		setValue(null);
	}
	else if (this.numberFormat != null) {
		// Use given NumberFormat for parsing text.
		setValue(NumberUtils.parseNumber(text, this.numberClass, this.numberFormat));
	}
	else {
		// Use default valueOf methods for parsing text.
		setValue(NumberUtils.parseNumber(text, this.numberClass));
	}
}

仔細看allowEmpty變數，針對Long類型的參數，我們擴展數據綁定時，該變數設置的是false，表示不接受空值，試驗中我們傳的值是空串，那麼這裡的條件分支判斷就必須對空串轉換成數值，執行Long.valueOf("")結果報出運行時異常java.lang.NumberFormatException，告知客戶端參數不對，這是期望的結果。

總結

本篇以實際的研發排錯過程為出發點，剛開始自己也以為@ApiImplicitParam對@RequestParam的required屬性的有侵入性，覺得詫異便深入源碼論證自己的想法，經閱讀源碼後發現事實並不是這樣，是剛開始我們對required的理解有誤。既然required的作用非常有限，那麼肯定能找到通用的解決方案避免手動寫代碼對所有參數進行為空判斷，這些解決一個問題後，發現新的問題，再繼續解決，最終得到的結果，分析若有不詳盡之處，請指正，謝謝。

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