[Spring] Bean Validation

jckim22·2023년 12월 26일
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[SPRING] STUDY

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Bean Validation이란

검증 기능을 지금처럼 매번 코드로 작성하는 것은 상당히 번거롭다. 특히 특정 필드에 대한 검증 로직은 대부분 빈 값인
지 아닌지, 특정 크기를 넘는지 아닌지와 같이 매우 일반적인 로직이다. 다음 코드를 보자.

 public class Item {
     private Long id;
     @NotBlank
     private String itemName;
     @NotNull
     @Range(min = 1000, max = 1000000)
     private Integer price;
     @NotNull
     @Max(9999)
     private Integer quantity;

Bean Validation 이란?
먼저 Bean Validation은 특정한 구현체가 아니라 Bean Validation 2.0(JSR-380)이라는 기술 표준이다. 쉽게 이야 기해서 검증 애노테이션과 여러 인터페이스의 모음이다. 마치 JPA가 표준 기술이고 그 구현체로 하이버네이트가 있는 것과 같다.
Bean Validation을 구현한 기술중에 일반적으로 사용하는 구현체는 하이버네이트 Validator이다. 이름이 하이버네이 트가 붙어서 그렇지 ORM과는 관련이 없다.

Bean Validation - 시작

Bean Validation 기능을 어떻게 사용하는지 코드로 알아보자. 먼저 스프링과 통합하지 않고, 순수한 Bean Validation 사용법 부터 테스트 코드로 알아보자.

의존관계 추가
Bean Validation을 사용하려면 다음 의존관계를 추가해야 한다.
build.gradle

 implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-validation'

Item - Bean Validation 애노테이션 적용

@Data
public class Item {
    private Long id;
    
    @NotBlank
    private String itemName;
    
    @NotNull
    @Range(min = 1000, max = 1000000)
    private Integer price;
    
    @NotNull
    @Max(9999)
    private Integer quantity;
    
    public Item() {
    }
    public Item(String itemName, Integer price, Integer quantity) {
        this.itemName = itemName;
        this.price = price;
                 this.quantity = quantity;
    }
}        

위는 스프링과 통합하지 않은 순수한 Bean validation을 기존 Item 클래스에 적용한 것이다.

검증 애노테이션
@NotBlank : 빈값 + 공백만 있는 경우를 허용하지 않는다.
@NotNull : null 을 허용하지 않는다.
@Range(min = 1000, max = 1000000) : 범위 안의 값이어야 한다. @Max(9999) : 최대 9999까지만 허용한다.

jakarta.validation.constraints.NotNull org.hibernate.validator.constraints.Range
jakarta.validation 으로 시작하면 특정 구현에 관계없이 제공되는 표준 인터페이스이고,
org.hibernate.validator 로 시작하면 하이버네이트 validator 구현체를 사용할 때만 제공되는 검증 기 능이다. 실무에서 대부분 하이버네이트 validator를 사용하므로 자유롭게 사용해도 된다

    @Test
    void beanValidation() {
        ValidatorFactory factory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
        Validator validator = factory.getValidator();

        Item item = new Item();
        item.setItemName(" "); //공백
        item.setPrice(0);
        item.setQuantity(10000);

        Set<ConstraintViolation<Item>> violations = validator.validate(item);
        for (ConstraintViolation<Item> violation : violations) {
            System.out.println("violation = " + violation);
            System.out.println("violation = " + violation.getMessage());
        }

    }

위처럼 ValidationFactory에서 Validator를 가져오고 해당 객체를 검사하면 된다.
그러면 violations에 에러에 대한 정보가 담긴다.

검증기 생성
다음 코드와 같이 검증기를 생성한다. 이후 스프링과 통합하면 우리가 직접 이런 코드를 작성하지는 않으므로, 이렇게
사용하는구나 정도만 참고하자.

 ValidatorFactory factory = Validation.buildDefaultValidatorFactory();
 Validator validator = factory.getValidator();

검증 실행
검증 대상( item )을 직접 검증기에 넣고 그 결과를 받는다. Set 에는 ConstraintViolation 이라는 검증 오류가
담긴다. 따라서 결과가 비어있으면 검증 오류가 없는 것이다.

Set<ConstraintViolation<Item>> violations = validator.validate(item);

정리
이렇게 빈 검증기(Bean Validation)를 직접 사용하는 방법을 알아보았다. 아마 지금까지 배웠던 스프링 MVC 검증 방 법에 빈 검증기를 어떻게 적용하면 좋을지 여러가지 생각이 들 것이다. 스프링은 이미 개발자를 위해 빈 검증기를 스프 링에 완전히 통합해두었다.

Bean Validation - 스프링 적용

스프링 MVC는 어떻게 Bean Validator를 사용?
스프링 부트가 spring-boot-starter-validation 라이브러리를 넣으면 자동으로 Bean Validator를 인지하 고 스프링에 통합한다.

스프링 부트는 자동으로 글로벌 Validator로 등록한다.
LocalValidatorFactoryBean 을 글로벌 Validator로 등록한다. 이 Validator는 @NotNull 같은 애노테이션을
보고 검증을 수행한다. 이렇게 글로벌 Validator가 적용되어 있기 때문에, @Valid , @Validated 만 적용하면 된다. 검증 오류가 발생하면, FieldError , ObjectError 를 생성해서 BindingResult 에 담아준다.

결과적으로 의존관계를 추가하고 @Validator를 등록을 하게 되면 널 기반에 Validator가 수행되고 BindingResult에 담기게 되는 것이다.

바인딩에 성공한 필드만 Bean Validation 적용
BeanValidator는 바인딩에 실패한 필드는 BeanValidation을 적용하지 않는다.
생각해보면 타입 변환에 성공해서 바인딩에 성공한 필드여야 BeanValidation 적용이 의미 있다. (일단 모델 객체에 바인딩 받는 값이 정상으로 들어와야 검증도 의미가 있다.)
@ModelAttribute 각각의필드타입변환시도 변환에성공한필드만BeanValidation적용
예)

  • itemName 에 문자 "A" 입력 타입 변환 성공 itemName 필드에 BeanValidation 적용
  • price 에 문자 "A" 입력 "A"를 숫자 타입 변환 시도 실패 typeMismatch FieldError 추가 price 필 드는 BeanValidation 적용 X

가격에 문자인데 범위를 보는 validation을 보는 것은 의미가 없음
그래서 properties에 설정해 놓았던 typemismatch 메시지가 던져진다.

Bean Validation - 에러 코드

Bean Validation이 기본으로 제공하는 오류 메시지를 좀 더 자세히 변경하고 싶으면 어떻게 하면 될까?
Bean Validation을 적용하고 bindingResult 에 등록된 검증 오류 코드를 보자. 오류 코드가 애노테이션 이름으로 등록된다. 마치 typeMismatch 와 유사하다.
NotBlank 라는 오류 코드를 기반으로 MessageCodesResolver 를 통해 다양한 메시지 코드가 순서대로 생성된 다.

@NotBlank

  • NotBlank.item.itemName
  • NotBlank.itemName
  • NotBlank.java.lang.String
  • NotBlank

@Range

  • Range.item.price
  • Range.price
  • Range.java.lang.Integer
  • Range

errors.properties

#Bean Validation 추가 
NotBlank={0} 공백X 
Range={0}, {2} ~ {1} 허용
Max={0}, 최대 {1}

{0} 은 필드명이고, {1} , {2} ...은 각 애노테이션 마다 다르다.

BeanValidation 메시지 찾는 순서
1. 생성된 메시지 코드 순서대로 messageSource 에서 메시지 찾기
2. 애노테이션의 message 속성 사용 @NotBlank(message = "공백! {0}")
3. 라이브러리가 제공하는 기본 값 사용 공백일 수 없습니다.
애노테이션의 message 사용 예

@NotBlank(message = "공백은 입력할 수 없습니다.") private String itemName;

Bean Validation - 오브젝트 오류

Bean Validation에서 특정 필드( FieldError )가 아닌 해당 오브젝트 관련 오류( ObjectError )는 어떻게 처리할 수 있을까?
다음과 같이 @ScriptAssert() 를 사용하면 된다.

 @Data
 @ScriptAssert(lang = "javascript", script = "_this.price * _this.quantity >=
 10000")
 public class Item {
//...
}

그런데 실제 사용해보면 제약이 많고 복잡하다. 그리고 실무에서는 검증 기능이 해당 객체의 범위를 넘어서는 경우들도
종종 등장하는데, 그런 경우 대응이 어렵다.

        //특정 필드가 아닌 복합 룰 검증
        if (item.getPrice() != null && item.getQuantity() != null) {
            int resultPrice = item.getPrice() * item.getQuantity();
            if (resultPrice < 10000) {
                bindingResult.reject("totalPriceMin", new Object[]{10000, resultPrice}, null);
            }
        }

그냥 자바 코드로 하자

Bean Validation - 수정에 적용

이미 Item은 어노테이션으로 validation이 되어 있으므로 오브젝트 에러만 검증하면 된다.

        if (item.getPrice() != null && item.getQuantity() != null) {
            int resultPrice = item.getPrice() * item.getQuantity();
            if (resultPrice < 10000) {
                bindingResult.reject("totalPriceMin", new Object[]{10000, resultPrice}, null);
            }
        }

Bean Validation - 한계

수정시 검증 요구사항

데이터를 등록할 때와 수정할 때는 요구사항이 다를 수 있다.

등록시 기존 요구사항

타입 검증

  • 가격, 수량에 문자가 들어가면 검증 오류 처리 필드 검증
    상품명: 필수, 공백X
  • 가격: 1000원 이상, 1백만원 이하 수량: 최대 9999
    특정 필드의 범위를 넘어서는 검증
  • 가격 * 수량의 합은 10,000원 이상

수정시 요구사항

  • 등록시에는 quantity 수량을 최대 9999까지 등록할 수 있지만 수정시에는 수량을 무제한으로 변경할 수 있다.
  • 등록시에는 id 에 값이 없어도 되지만, 수정시에는 id 값이 필수이다.

이걸 수정을 위한 어노테이션으로 설정을 바꾸어 버리면 등록에 문제가 생긴다.

Form 전송 객체 분리 - 소개

위 문제를 해결하기 위해 validation의 groups라는 기능이 있지만, 실무에서는 잘 사용하지 않는다.

그 이유가 다른 곳에 있다. 바로 등록시 폼에서 전달하는 데이터가 Item 도메인 객체와 딱 맞지 않기 때문이다.

소위 "Hello World" 예제에서는 폼에서 전달하는 데이터와 Item 도메인 객체가 딱 맞는다. 하지만 실무에서는 회원 등록시회원과관련된데이터만전달받는것이아니라,약관정보도추가로받는등 Item 과관계없는수많은부가데 이터가 넘어온다.
그래서 보통 Item 을 직접 전달받는 것이 아니라, 복잡한 폼의 데이터를 컨트롤러까지 전달할 별도의 객체를 만들어서 전달한다. 예를 들면 ItemSaveForm 이라는 폼을 전달받는 전용 객체를 만들어서 @ModelAttribute 로 사용한다. 이것을 통해 컨트롤러에서 폼 데이터를 전달 받고, 이후 컨트롤러에서 필요한 데이터를 사용해서 Item 을 생성한다.

폼 데이터 전달에 Item 도메인 객체 사용
HTML Form -> Item -> Controller -> Item -> Repository

  • 장점: Item 도메인 객체를 컨트롤러, 리포지토리 까지 직접 전달해서 중간에 Item을 만드는 과정이 없어서 간단하다.
  • 단점: 간단한 경우에만 적용할 수 있다. 수정시 검증이 중복될 수 있고, groups를 사용해야 한다.

폼 데이터 전달을 위한 별도의 객체 사용
HTML Form -> ItemSaveForm -> Controller -> Item 생성 -> Repository

  • 장점: 전송하는 폼 데이터가 복잡해도 거기에 맞춘 별도의 폼 객체를 사용해서 데이터를 전달 받을 수 있다. 보통 등록과, 수정용으로 별도의 폼 객체를 만들기 때문에 검증이 중복되지 않는다.
  • 단점: 폼 데이터를 기반으로 컨트롤러에서 Item 객체를 생성하는 변환 과정이 추가된다.

수정의 경우 등록과 수정은 완전히 다른 데이터가 넘어온다. 생각해보면 회원 가입시 다루는 데이터와 수정시 다루는 데 이터는 범위에 차이가 있다. 예를 들면 등록시에는 로그인id, 주민번호 등등을 받을 수 있지만, 수정시에는 이런 부분이 빠진다. 그리고 검증 로직도 많이 달라진다. 그래서 ItemUpdateForm 이라는 별도의 객체로 데이터를 전달받는 것이 좋다.

Item 도메인 객체를 폼 전달 데이터로 사용하고, 그대로 쭉 넘기면 편리하겠지만, 앞에서 설명한 것과 같이 실무에서 는 Item 의 데이터만 넘어오는 것이 아니라 무수한 추가 데이터가 넘어온다. 그리고 더 나아가서 Item 을 생성하는데

필요한 추가 데이터를 데이터베이스나 다른 곳에서 찾아와야 할 수도 있다.

따라서 이렇게 폼 데이터 전달을 위한 별도의 객체를 사용하고, 등록, 수정용 폼 객체를 나누면 등록, 수정이 완전히 분
리되기 때문에 groups 를 적용할 일은 드물다.

Q: 이름은 어떻게 지어야 하나요?
이름은 의미있게 지으면 된다. ItemSave 라고 해도 되고, ItemSaveForm , ItemSaveRequest ,
ItemSaveDto 등으로 사용해도 된다. 중요한 것은 일관성이다.

Q: 등록, 수정용 뷰 템플릿이 비슷한데 합치는게 좋을까요?
한 페이지에 그러니까 뷰 템플릿 파일을 등록과 수정을 합치는게 좋을지 고민이 될 수 있다. 각각 장단점이 있으므로 고 민하는게 좋지만, 어설프게 합치면 수 많은 분기문(등록일 때, 수정일 때) 때문에 나중에 유지보수에서 고통을 맛본다. 이런 어설픈 분기문들이 보이기 시작하면 분리해야 할 신호이다.

Form 전송 객체 분리 - 개발

 @Data
 public class Item {
     private Long id;
     private String itemName;
     private Integer price;
     private Integer quantity;
}

위처럼 Item을 다시 Validation을 하지 않고 원상 복구 시킨다.

@Data
public class ItemSaveForm {

    @NotBlank
    private String itemName;

    @NotNull
    @Range(min = 1000, max = 1000000)
    private Integer price;

    @NotNull
    @Max(value = 9999)
    private Integer quantity;
}
@Data
public class ItemUpdateForm {

    @NotNull
    private Long id;

    @NotBlank
    private String itemName;

    @NotNull
    @Range(min = 1000, max = 1000000)
    private Integer price;

    //수정에서는 수량은 자유롭게 변경할 수 있다.
    private Integer quantity;
}

그리고 위처럼 등록과 수정에 관한 DTO를 만든다.

    @PostMapping("/add")
    public String addItem(@Validated @ModelAttribute("item") ItemSaveForm form, BindingResult bindingResult, RedirectAttributes redirectAttributes) {

        //특정 필드가 아닌 복합 룰 검증
        if (form.getPrice() != null && form.getQuantity() != null) {
            int resultPrice = form.getPrice() * form.getQuantity();
            if (resultPrice < 10000) {
                bindingResult.reject("totalPriceMin", new Object[]{10000, resultPrice}, null);
            }
        }

        //검증에 실패하면 다시 입력 폼으로
        if (bindingResult.hasErrors()) {
            log.info("errors={} ", bindingResult);
            return "validation/v4/addForm";
        }

        //성공 로직
        Item item = new Item();
        item.setItemName(form.getItemName());
        item.setPrice(form.getPrice());
        item.setQuantity(form.getQuantity());

        Item savedItem = itemRepository.save(item);
        redirectAttributes.addAttribute("itemId", savedItem.getId());
        redirectAttributes.addAttribute("status", true);
        return "redirect:/validation/v4/items/{itemId}";
    }

위처럼 등록 컨트롤러를 수정한다.

 @ModelAttribute("item") ItemSaveForm form,

여기서 주의할 점으로는 @ModelAttribute("item")으로 이름을 명시해줘야한다.
자동으로 자료형 이름으로 담기기 때문이다.
또한 DTO에 값을 가져와 세팅할 때는 생성자로 하는 것이 좋다.
위 코드에서는 가독성을 위해 세터로 했다.

    @PostMapping("/{itemId}/edit")
    public String edit(@PathVariable Long itemId, @Validated @ModelAttribute("item") ItemUpdateForm form, BindingResult bindingResult) {

        //특정 필드가 아닌 복합 룰 검증
        if (form.getPrice() != null && form.getQuantity() != null) {
            int resultPrice = form.getPrice() * form.getQuantity();
            if (resultPrice < 10000) {
                bindingResult.reject("totalPriceMin", new Object[]{10000, resultPrice}, null);
            }
        }

        if (bindingResult.hasErrors()) {
            log.info("errors={}", bindingResult);
            return "validation/v4/editForm";
        }

        Item itemParam = new Item();
        itemParam.setItemName(form.getItemName());
        itemParam.setPrice(form.getPrice());
        itemParam.setQuantity(form.getQuantity());

        itemRepository.update(itemId, itemParam);
        return "redirect:/validation/v4/items/{itemId}";
    }

수정도 위처럼 만들 수 있다.

정리
Form 전송 객체 분리해서 등록과 수정에 딱 맞는 기능을 구성하고, 검증도 명확히 분리했다.

Bean Validation - HTTP 메시지 컨버터

@Valid , @ValidatedHttpMessageConverter ( @RequestBody )에도 적용할 수 있다.

@ModelAttribute 는 HTTP 요청 파라미터(URL 쿼리 스트링, POST Form)를 다룰 때 사용한다. @RequestBody 는 HTTP Body의 데이터를 객체로 변환할 때 사용한다. 주로 API JSON 요청을 다룰 때 사용
한다.

ValidationItemApiController

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/validation/api/items")
public class ValidationItemApiController {

    @PostMapping("/add")
    public Object addItem(@RequestBody @Validated ItemSaveForm form, 
    BindingResult bindingResult) {

        log.info("API 컨트롤러 호출");

        if (bindingResult.hasErrors()) {
            log.info("검증 오류 발생 errors={}", bindingResult);
            return bindingResult.getAllErrors();
        }

        log.info("성공 로직 실행");
        return form;
    }
}

테스트니까 form을 그대로 반환하고 responseBody(RestController)를 통해 JSON 형태로 리턴 된다.

여기서 잘못된 값으로 post 요청하게 되면 컨트롤러가 호출 되지 않고 그냥 에러가 난다.

HttpConveter가 @RequestBody를 보고 JSON을 객체로 못 만들고 있기 때문이다.

아예 잘못된 값이 아닌 검증의 범위를 넘어서는 값을 보내게 되면 리턴한 에러들이 JSON으로 파싱되어 보내지게 된다.

API의 경우 3가지 경우를 나누어 생각해야 한다.

  • 성공 요청: 성공
  • 실패 요청: JSON을 객체로 생성하는 것 자체가 실패함
  • 검증 오류 요청: JSON을 객체로 생성하는 것은 성공했고, 검증에서 실패함

form에서는 객체로 만들 필요 없이 에러 결과를 바로 보내면 되었지만, API에서는 일단 객체를 만들어야하기 때문에 이러한 결과 차이가 있다.
-> 이것은 예외 처리로 해결한다.

return bindingResult.getAllErrors();ObjectErrorFieldError 를 반환한다. 스프링이 이 객 체를 JSON으로 변환해서 클라이언트에 전달했다. 여기서는 예시로 보여주기 위해서 검증 오류 객체들을 그대로 반환 했다. 실제 개발할 때는 이 객체들을 그대로 사용하지 말고, 필요한 데이터만 뽑아서 별도의 API 스펙을 정의하고 그에 맞는 객체를 만들어서 반환해야 한다.

@ModelAttribute vs @RequestBody
HTTP 요청 파리미터를 처리하는 @ModelAttribute 는 각각의 필드 단위로 세밀하게 적용된다. 그래서 특정 필드 에 타입이 맞지 않는 오류가 발생해도 나머지 필드는 정상 처리할 수 있었다.
HttpMessageConverter@ModelAttribute 와 다르게 각각의 필드 단위로 적용되는 것이 아니라, 전체 객체 단위로 적용된다.
따라서 메시지 컨버터의 작동이 성공해서 ItemSaveForm 객체를 만들어야 @Valid , @Validated 가 적용된다.

  • @ModelAttribute 는 필드 단위로 정교하게 바인딩이 적용된다. 특정 필드가 바인딩 되지 않아도 나머지 필드 는 정상 바인딩 되고, Validator를 사용한 검증도 적용할 수 있다.
  • @RequestBody 는 HttpMessageConverter 단계에서 JSON 데이터를 객체로 변경하지 못하면 이후 단계 자 체가 진행되지 않고 예외가 발생한다. 컨트롤러도 호출되지 않고, Validator도 적용할 수 없다.

HttpMessageConverter 단계에서 실패하면 예외가 발생한다. 예외 발생시 원하는 모양으로 예외를 처리하는 방법
은 예외 처리 부분에서 다룬다.

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