Java开发经验——SpringRestTemplate常见错误

摘要

本文分析了在使用Spring框架的RestTemplate发送表单请求时遇到的常见错误。主要问题在于将表单参数错误地以JSON格式提交，导致服务器无法正确解析参数。文章提供了错误案例的分析，并提出了修正方法。

1. 表单参数类型是MultiValueMap

@RestController
public class HelloWorldController {
    @RequestMapping(path = "hi", method = RequestMethod.POST)
    public String hi(@RequestParam("para1") String para1, @RequestParam("para2") String para2){
        return "helloworld:" + para1 + "," + para2;
    };
}

想完成的功能是接受一个 Form 表单请求，读取表单定义的两个参数 para1 和 para2，然后作为响应返回给客户端。定义完这个接口后，我们使用 RestTemplate 来发送一个这样的表单请求，代码示例如下：

RestTemplate template = new RestTemplate();
Map<String, Object> paramMap = new HashMap<String, Object>();
paramMap.put("para1", "001");
paramMap.put("para2", "002");

String url = "http://localhost:8080/hi";
String result = template.postForObject(url, paramMap, String.class);
System.out.println(result);

上述代码定义了一个 Map，包含了 2 个表单参数，然后使用 RestTemplate 的 postForObject 提交这个表单。测试后你会发现事与愿违，返回提示 400 错误，即请求出错：

具体而言，就是缺少 para1 表单参数。为什么会出现这个错误呢？我们提交的表单最后又成了什么？

1.1. 案例解析

在具体解析这个问题之前，我们先来直观地了解下，当我们使用上述的 RestTemplate 提交表单，最后的提交请求长什么样？这里我使用 Wireshark 抓包工具直接给你抓取出来：


从上图可以看出，我们实际上是将定义的表单数据以 JSON 请求体（Body）的形式提交过去了，所以我们的接口处理自然取不到任何表单参数。那么为什么会以 JSON 请求体来提交数据呢？这里我们不妨扫一眼 RestTemplate 中执行上述代码时的关键几处代码调用。

首先，我们看下上述代码的调用栈：

确实可以验证，我们最终使用的是 Jackson 工具来对表单进行了序列化。使用到 JSON 的关键之处在于其中的关键调用 RestTemplate.HttpEntityRequestCallback#doWithRequest：

public void doWithRequest(ClientHttpRequest httpRequest) throws IOException {
   super.doWithRequest(httpRequest);
   Object requestBody = this.requestEntity.getBody();
   if (requestBody == null) {
       //省略其他非关键代码
   }
   else {
      Class<?> requestBodyClass = requestBody.getClass();
      Type requestBodyType = (this.requestEntity instanceof RequestEntity ?
            ((RequestEntity<?>)this.requestEntity).getType() : requestBodyClass);
      HttpHeaders httpHeaders = httpRequest.getHeaders();
      HttpHeaders requestHeaders = this.requestEntity.getHeaders();
      MediaType requestContentType = requestHeaders.getContentType();
      for (HttpMessageConverter<?> messageConverter : getMessageConverters()) {
         if (messageConverter instanceof GenericHttpMessageConverter) {
            GenericHttpMessageConverter<Object> genericConverter =
                  (GenericHttpMessageConverter<Object>) messageConverter;
            if (genericConverter.canWrite(requestBodyType, requestBodyClass, requestContentType)) {
               if (!requestHeaders.isEmpty()) {
                  requestHeaders.forEach((key, values) -> httpHeaders.put(key, new LinkedList<>(values)));
               }
               logBody(requestBody, requestContentType, genericConverter);
               genericConverter.write(requestBody, requestBodyType, requestContentType, httpRequest);
               return;
            }
         }
         else if (messageConverter.canWrite(requestBodyClass, requestContentType)) {
            if (!requestHeaders.isEmpty()) {
               requestHeaders.forEach((key, values) -> httpHeaders.put(key, new LinkedList<>(values)));
            }
            logBody(requestBody, requestContentType, messageConverter);
            ((HttpMessageConverter<Object>) messageConverter).write(
                  requestBody, requestContentType, httpRequest);
            return;
         }
      }
      String message = "No HttpMessageConverter for " + requestBodyClass.getName();
      if (requestContentType != null) {
         message += " and content type \"" + requestContentType + "\"";
      }
      throw new RestClientException(message);
   }
}

上述代码看起来比较复杂，实际上功能很简单：根据当前要提交的 Body 内容，遍历当前支持的所有编解码器，如果找到合适的编解码器，就使用它来完成 Body 的转化。这里我们不妨看下 JSON 的编解码器对是否合适的判断，参考 AbstractJackson2HttpMessageConverter#canWrite：

可以看出，当我们使用的 Body 是一个 HashMap 时，是可以完成 JSON 序列化的。所以在后续将这个表单序列化为请求 Body 也就不奇怪了。

但是这里你可能会有一个疑问，为什么适应表单处理的编解码器不行呢？这里我们不妨继续看下对应的编解码器判断是否支持的实现，即 FormHttpMessageConverter#canWrite：

public boolean canWrite(Class<?> clazz, @Nullable MediaType mediaType) {
   if (!MultiValueMap.class.isAssignableFrom(clazz)) {
      return false;
   }
   if (mediaType == null || MediaType.ALL.equals(mediaType)) {
      return true;
   }
   for (MediaType supportedMediaType : getSupportedMediaTypes()) {
      if (supportedMediaType.isCompatibleWith(mediaType)) {
         return true;
      }
   }
   return false;
}

从上述代码可以看出，实际上，只有当我们发送的 Body 是 MultiValueMap 才能使用表单来提交。学到这里，你可能会豁然开朗。原来使用 RestTemplate 提交表单必须是 MultiValueMap，而我们案例定义的就是普通的 HashMap，最终是按请求 Body 的方式发送出去的。

1.2. 问题修正

相信你肯定知道怎么去解决这个问题了，其实很简单，把案例中的 HashMap 换成一个 MultiValueMap 类型来存储表单数据即可。修正代码示例如下：

//错误：
//Map<String, Object> paramMap = new HashMap<String, Object>();
//paramMap.put("para1", "001");
//paramMap.put("para2", "002");

//修正代码：
MultiValueMap<String, Object> paramMap = new LinkedMultiValueMap<String, Object>();
paramMap.add("para1", "001");
paramMap.add("para2", "002");

最终你会发现，当完成上述修改后，表单数据最终使用下面的代码进行了编码，参考 FormHttpMessageConverter#write：

public void write(MultiValueMap<String, ?> map, @Nullable MediaType contentType, HttpOutputMessage outputMessage)
      throws IOException, HttpMessageNotWritableException {

   if (isMultipart(map, contentType)) {
      writeMultipart((MultiValueMap<String, Object>) map, contentType, outputMessage);
   }
   else {
      writeForm((MultiValueMap<String, Object>) map, contentType, outputMessage);
   }
}

2. 当 URL 中含有特殊字符

@RestController
public class HelloWorldController {
    @RequestMapping(path = "hi", method = RequestMethod.GET)
    public String hi(@RequestParam("para1") String para1){
        return "helloworld:" + para1;
    };
}

无非就是提供一个带“参数”的 HTTP 接口而已。然后我们使用下面的 RestTemplate 相关代码来测试一下：

String url = "http://localhost:8080/hi?para1=1#2";
HttpEntity<?> entity = new HttpEntity<>(null);

RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
HttpEntity<String> response = restTemplate.exchange(url, HttpMethod.GET,entity,String.class);

System.out.println(response.getBody());

当你看到这段测试代码，你觉得会输出什么呢？相信你很可能觉得是：

helloworld:1#2

但是实际上，事与愿违，结果是：

helloworld:1

即服务器并不认为 #2 是 para1 的内容。如何理解这个现象呢？接下来我们可以具体解析下。

2.1. 案例解析

在具体解析之前，我们可以先直观感受下问题出在什么地方。我们使用调试方式去查看解析后的 URL，截图如下：

可以看出，para1 丢掉的 #2 实际是以 Fragment 的方式被记录下来了。这里顺便科普下什么是 Fragment，这得追溯到 URL 的格式定义：

protocol://hostname[:port]/path/[?query]#fragment

本案例中涉及到的两个关键元素解释如下：

  1. Query（查询参数）

页面加载请求数据时需要的参数，用 & 符号隔开，每个参数的名和值用 = 符号隔开。

  1. Fragment（锚点）

#开始，字符串，用于指定网络资源中的片断。例如一个网页中有多个名词解释，可使用 Fragment 直接定位到某一名词的解释。例如定位网页滚动的位置，可以参考下面一些使用示例：

http://example.com/data.csv#row=4 – Selects the 4th row.- http://example.com/data.csv#col=2 – Selects 2nd column.

了解了这些补充知识后，我们其实就能知道问题出在哪了。不过本着严谨的态度，我们还是翻阅下源码。首先，我们先看下 URL 解析的调用栈，示例如下：

参考上述调用栈，解析 URL 的关键点在于 UriComponentsBuilder#fromUriString 实现：

private static final Pattern URI_PATTERN = Pattern.compile(
      "^(" + SCHEME_PATTERN + ")?" + "(//(" + USERINFO_PATTERN + "@)?" + HOST_PATTERN + "(:" + PORT_PATTERN +
            ")?" + ")?" + PATH_PATTERN + "(\\?" + QUERY_PATTERN + ")?" + "(#" + LAST_PATTERN + ")?");
            
public static UriComponentsBuilder fromUriString(String uri) {
   Matcher matcher = URI_PATTERN.matcher(uri);
   if (matcher.matches()) {
      UriComponentsBuilder builder = new UriComponentsBuilder();
      String scheme = matcher.group(2);
      String userInfo = matcher.group(5);
      String host = matcher.group(6);
      String port = matcher.group(8);
      String path = matcher.group(9);
      String query = matcher.group(11);
      String fragment = matcher.group(13);
      //省略非关键代码
      else {
         builder.userInfo(userInfo);
         builder.host(host);
         if (StringUtils.hasLength(port)) {
            builder.port(port);
         }
         builder.path(path);
         builder.query(query);
      }
      if (StringUtils.hasText(fragment)) {
         builder.fragment(fragment);
      }
      return builder;
   }
   else {
      throw new IllegalArgumentException("[" + uri + "] is not a valid URI");
   }
}

从上述代码实现中，我们可以看到关键的几句，这里我摘取了出来：

String query = matcher.group(11);
String fragment = matcher.group(13);

很明显，Query 和 Fragment 都有所处理。最终它们根据 URI_PATTERN 各自找到了相应的值 (1和2)，虽然这并不符合我们的原始预期。

2.2. 问题修正

那么怎么解决这个问题呢? 如果你不了解 RestTemplate 提供的各种 URL 组装方法，那你肯定是有点绝望的。这里我给出了代码修正方法，你可以先看看：

String url = "http://localhost:8080/hi?para1=1#2";
UriComponentsBuilder builder = UriComponentsBuilder.fromHttpUrl(url);
URI uri = builder.build().encode().toUri();
HttpEntity<?> entity = new HttpEntity<>(null);

RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
HttpEntity<String> response = restTemplate.exchange(uri, HttpMethod.GET,entity,String.class);

System.out.println(response.getBody());

最终测试结果符合预期：

helloworld:1#2

与之前的案例代码进行比较，你会发现 URL 的组装方式发生了改变。但最终可以获取到我们预期的效果，调试视图参考如下：

可以看出，参数 para1 对应的值变成了我们期待的”1#2”。如果你想了解更多的话，还可以参考 UriComponentsBuilder#fromHttpUrl，并与之前使用的 UriComponentsBuilder#fromUriString 进行比较：

private static final Pattern HTTP_URL_PATTERN = Pattern.compile(
      "^" + HTTP_PATTERN + "(//(" + USERINFO_PATTERN + "@)?" + HOST_PATTERN + "(:" + PORT_PATTERN + ")?" + ")?" +
            PATH_PATTERN + "(\\?" + LAST_PATTERN + ")?")
            
public static UriComponentsBuilder fromHttpUrl(String httpUrl) {
   Assert.notNull(httpUrl, "HTTP URL must not be null");
   Matcher matcher = HTTP_URL_PATTERN.matcher(httpUrl);
   if (matcher.matches()) {
      UriComponentsBuilder builder = new UriComponentsBuilder();
      String scheme = matcher.group(1);
      builder.scheme(scheme != null ? scheme.toLowerCase() : null);
      builder.userInfo(matcher.group(4));
      String host = matcher.group(5);
      if (StringUtils.hasLength(scheme) && !StringUtils.hasLength(host)) {
         throw new IllegalArgumentException("[" + httpUrl + "] is not a valid HTTP URL");
      }
      builder.host(host);
      String port = matcher.group(7);
      if (StringUtils.hasLength(port)) {
         builder.port(port);
      }
      builder.path(matcher.group(8));
      builder.query(matcher.group(10));
      return builder;
   }
   else {
      throw new IllegalArgumentException("[" + httpUrl + "] is not a valid HTTP URL");
   }
}

可以看出，这里只解析了Query并没有去尝试解析 Fragment，所以最终获取到的结果符合预期。

通过这个例子我们可以知道，当 URL 中含有特殊字符时，一定要注意 URL 的组装方式，尤其是要区别下面这两种方式：UriComponentsBuilder#fromHttpUrl- UriComponentsBuilder#fromUriString

3. 防止URL Encoder

@RestController
public class HelloWorldController {
    @RequestMapping(path = "hi", method = RequestMethod.GET)
    public String hi(@RequestParam("para1") String para1){
        return "helloworld:" + para1;
    };

}

然后我们可以换一种使用方式来访问这个接口，示例如下：

estTemplate restTemplate = new RestTemplate();

UriComponentsBuilder builder = UriComponentsBuilder.fromHttpUrl("http://localhost:8080/hi");
builder.queryParam("para1", "开发测试 001");
String url = builder.toUriString();

ResponseEntity<String> forEntity = restTemplate.getForEntity(url, String.class);
System.out.println(forEntity.getBody());

我们期待的结果是”helloworld:开发测试 001”，但是运行上述代码后，你会发现结果却是下面这样：

helloworld:%E5%BC%80%E5%8F%91%E6%B5%8B%E8%AF%95001

如何理解这个问题呢？

3.1. 案例解析

要了解这个案例，我们就需要对上述代码中关于 URL 的处理有个简单的了解。首先我们看下案例中的代码调用：

String url = builder.toUriString();它执行的方式是 UriComponentsBuilder#toUriString：

public String toUriString() {
   return this.uriVariables.isEmpty() ?
         build().encode().toUriString() :
         buildInternal(EncodingHint.ENCODE_TEMPLATE).toUriString();
}

可以看出，它最终执行了 URL Encode：

public final UriComponents encode() {
   return encode(StandardCharsets.UTF_8);
}

查询调用栈，结果如下：

而当我们把 URL 转化成 String，再通过下面的语句来发送请求时：

//url 是一个 string- restTemplate.getForEntity(url, String.class);

我们会发现，它会再进行一次编码：

看到这里，你或许已经明白问题出在哪了，即我们按照案例的代码会执行 2 次编码（Encode），所以最终我们反而获取不到想要的结果了。另外，我们还可以分别查看下两次编码后的结果，示例如下：

1 次编码后：

2 次编码后：

3.2. 问题修正

如何修正? 直接上代码：

RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
UriComponentsBuilder builder = UriComponentsBuilder.fromHttpUrl("http://localhost:8080/hi");
builder.queryParam("para1", "开发测试 001");
URI url = builder.encode().build().toUri();
ResponseEntity<String> forEntity = restTemplate.getForEntity(url, String.class);
System.out.println(forEntity.getBody());

其实说白了，这种修正方式就是避免多次转化而发生多次编码。这里不再赘述其内部实现，因为正确的方式并非这次解析的重点，你能意识到这个问题出在哪，我们的目的就达到了。

重新运行测试，结果符合预期：

helloworld:开发测试 001

博文参考

  • 《spring常见错误》

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