Node 如何在 Controller 層進行數據校驗
幽默風趣的后端程序員一般自嘲為 CURD Boy。CURD, 也就是對某一存儲資源的增刪改查，這完全是面向數據編程啊。
真好呀，面向數據編程，往往會對業務理解地更加透徹，從而寫出更高質量的代碼，造出更少的 BUG。既然是面向數據編程那更需要避免臟數據的出現，加強數據校驗。否則，難道要相信前端的數據校驗嗎，畢竟前端數據校驗直達用戶，是為了 UI 層更友好的用戶反饋。
數據校驗層
后端由于重業務邏輯以及待處理各種數據，以致于分成各種各樣的層級，以我經歷過的后端項目就有分為 Controller、Service、Model、Helper、Entity 等各種命名的層，五花八門。但這里肯定有一個層稱為 Controller，站在后端最上層直接接收客戶端傳輸數據。
由于 Controller 層是服務器端中與客戶端數據交互的最頂層，秉承著 Fail Fast的原則，肩負著數據過濾器的功能，對于不合法數據直接打回去，如同秦瓊與尉遲恭門神般威嚴。
數據校驗同時衍生了一個半文檔化的副產品，你只需要看一眼數據校驗層，便知道要傳哪些字段，都是些什么格式。
以下都是常見的數據校驗，本文講述如何對它們進行校驗：
- required/optional
- 基本的數據校驗，如 number、string、timestamp 及值需要滿足的條件
- 復雜的數據校驗，如 IP、手機號、郵箱與域名
- const body = {
- id,
- name,
- mobilePhone,
- }
山月接觸過一個沒有數據校驗層的后端項目，if/else 充斥在各種層級，萬分痛苦，分分鐘向重構。
JSON Schema
JSON Schema 基于 JSON 進行數據校驗格式，并附有一份規范 json-schema.org[1]，目前 (2020-08) 最新版本是 7.0。各種服務器編程語言都對規范進行了實現，如 go、java、php 等，當然偉大的 javascript 也有，如不溫不火的 ajv[2]。
以下是校驗用戶信息的一個 Schema，可見語法復雜與繁瑣：
- {
- "$schema": "http://json-schema.org/draft-04/schema#",
- "title": "User",
- "description": "用戶信息",
- "type": "object",
- "properties": {
- "id": {
- "description": "用戶 ID",
- "type": "integer"
- },
- "name": {
- "description": "用戶姓名",
- "type": "string"
- },
- "email": {
- "description": "用戶郵箱",
- "type": "string",
- "format": "email",
- "maxLength": 20
- },
- "mobilePhone": {
- "description": "用戶手機號",
- "type": "string",
- "pattern": "^(?:(?:\+|00)86)?1[3-9]\d{9}$",
- "maxLength": 15
- }
- },
- "required": ["id", "name"]
- }
對于復雜的數據類型校驗，JSON Schema 內置了以下 Format，方便快捷校驗：
- Dates and times
- Email addresses
- Hostnames
- IP Addresses
- Resource identifiers
- URI template
- JSON Pointer
- Regular Expressions
對于不在內置 Format 中的手機號，使用 ajv.addFormat 可手動添加 Format：
- ajv.addFormat('mobilePhone', (str) => /^(?:(?:\+|00)86)?1[3-9]\d{9}$/.test(str));
Joijoi
自稱最強大的 JS 校驗庫，在 github 也斬獲了一萬六顆星星。相比 JSON Schema 而言，它的語法更加簡潔并且功能強大。
| The most powerful data validation library for JS |
完成相同的校驗，僅需要更少的代碼，并能夠完成更加強大的校驗。以下僅做示例，更多示例請前往文檔。
- const schema = Joi.object({
- id: Joi.number().required(),
- name: Joi.number().required(),
- email: Joi.string().email({ minDomainSegments: 2, tlds: { allow: ['com', 'net'] } }),
- mobilePhone: Joi.string().pattern(/^(?:(?:\+|00)86)?1[3-9]\d{9}$/),
- password: Joi.string().pattern(/^[a-zA-Z0-9]{3,30}$/),
- // 與 password 相同的校驗
- repeatPassword: Joi.ref('password'),
- })
- // 密碼與重復密碼需要同時發送
- .with('password', 'repeat_password');
- // 郵箱與手機號提供一個即可
- .xor('email', 'mobilePhone')
數據校驗與路由層集成
由于數據直接從路由傳遞，因此 koajs 官方基于 joi 實現了一個 joi-router[4]，前置數據校驗到路由層，對前端傳遞來的 query、body 與 params 進行校驗。
joi-router 也同時基于 co-body 對前端傳輸的各種 content-type 進行解析及限制。如限制為 application/json，也可在一定程度上防止 CSRF 攻擊。
- const router = require('koa-joi-router');
- const public = router();
- public.route({
- method: 'post',
- path: '/signup',
- validate: {
- header: joiObject,
- query: joiObject,
- params: joiObject,
- body: joiObject,
- maxBody: '64kb',
- output: { '400-600': { body: joiObject } },
- type: 'json',
- failure: 400,
- continueOnError: false
- },
- pre: async (ctx, next) => {
- await checkAuth(ctx);
- return next();
- },
- handler: async (ctx) => {
- await createUser(ctx.request.body);
- ctx.status = 201;
- },
- });
正則表達式與安全正則表達式
山月在一次排查性能問題時發現，一條 API 竟在數據校驗層耗時過久，這是我未曾想到的。而問題根源在于不安全的正則表達式，那什么叫做不安全的正則表達式呢?
比如下邊這個能把 CPU 跑掛的正則表達式就是一個定時炸彈，回溯次數進入了指數爆炸般的增長。
- const safe = require('safe-regex')
- const re = /(x+x+)+y/
- // 能跑死 CPU 的一個正則
- re.test('xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx')
- // 使用 safe-regex 判斷正則是否安全
- safe(re) // false
數據校驗，針對的大多是字符串校驗，也會充斥著各種各樣的正則表達式，保證正則表達式的安全相當緊要。safe-regex[6] 能夠發現哪些不安全的正則表達式。
總結
- Controller 層需要進行統一的數據校驗，可以采用 JSON Schema (Node 實現 ajv) 與 Joi
- JSON Schema 有官方規范及各個語言的實現，但語法繁瑣，可使用校驗功能更為強大的 Joi
- 進行字符串校驗時，注意不安全的正則引起的性能問題
