掌握甩锅技术: Typescript 运行时数据校验

[SunshowerC]

• 背景
• 为什么要运行时校验数据？
• io-ts 解决方案？
• 理想方案探索
  • JSON schema
  • typescript -> json-schema
  • json-schema 校验库
  • commit 时自动更新 json-schema
• 总结

背景

大家出来写 Bug 代码的，难免会出 Bug。

文章背景就发生在一个 Bug 身上，

有一天，测试慌张中带着点兴奋冲过来：
测试："xxx系统前端线上出 Bug 了，点进xx页面一片空白啊"。
我："纳尼？我写的Bug怎么会出现代码呢？"。

虽然大脑一片空白，但是锅还是要背的。
进入页面一看，哦豁，完蛋，cannot read the property 'xx' of undefined。确实是前端常见的报错呀。

背锅王，我当定了？未必。

我眉头一皱，发现事情并不是那么简单，经过一番猛如虎的操作之后，最终定位到问题是：后端接口响应的 JSON 数据中，一个嵌套比较深的字段没有返回，即前端只读到了 undefined。

咱按章程办事，后端提供的接口文档指定了数据结构，那你没有返回正确数据结构，这就是你后端的锅，虽然严谨点前端也能捕获到错误进行处理，但归根到底，是你后端数据接口处理有问题，这锅，我不背。

甩锅又是一门扯皮的事情，杀敌一千自伤八百，锅已经扣下来了，想甩出去就难咯，。

唉，要是在接口出错的时候，能立刻知道接口数据出问题，先发制人，马上把锅甩出去那就好咯。

这就是本文即将要讲述的 "Typescript 运行时数据校验"。

为什么要运行时校验数据？

众所周知，Typescript 是 JavaScript 超集，可以给我们的项目代码提供静态类型检查，避免因为各种原因而未及时发现的代码错误，在编译时就能发现隐藏的代码隐患，从而提高代码质量。

但是，TypeScript 项目的一个常见问题是: 如何验证来自外部源的数据并将验证的数据与TypeScript类型联系起来。 即，如何避免后端 API 返回的数据与 Typescript 类型定义不一致导致的运行时错误。

Typescript 能用于运行时校验数据类型，那么有没有一种方法，能让我们在 运行时 也进行 Typescript 数据类型校验呢？

io-ts 解决方案？

业界开源了一个运行时校验的工具库：io-ts。

//  io-ts 例子
import * as t from 'io-ts'

// ts 定义
interface Category {
  name: string
  categories: Array<Category>
}

// 对应上述ts定义的 io-ts 实现
const Category: t.Type<Category> = t.recursion('Category', () =>
  t.type({
    name: t.string,
    categories: t.array(Category)
  })
)

但是，如上面的代码所示，这工具看起来就有点啰嗦有点难用，对代码的侵入性非常强，要全盘依据它的语法来重写代码。这对于一个团队来说，存在一定的迁移成本。

而我们更希望做到的理想方案是：

写好接口的数据结构 typescript 定义，不需要做太多的额外变动，直接就能校验后端接口响应的数据结构是否符合 typescript 接口定义

理想方案探索

首先，我们了解到，后端响应的数据接口一般为 JSON，那么，抛开 Typescript，如果要校验一个 JSON 的数据结构，我们可以怎么做到呢？

答案是JSON schema。

JSON schema

JSON schema 是一种描述 JSON 数据格式的模式。

例如 typescript 数据结构：

type TypeSex = 1 | 2 | 3
interface UserInfo {
    name: string
    age?: number
    sex: TypeSex
}

等价于以下的 json schema ：

{
    "$id": "api",
    "$schema": "http://json-schema.org/draft-07/schema#",
    "definitions": {
        "UserInfo": {
            "properties": {
                "age": {
                    "type": "number"
                },
                "name": {
                    "type": "string"
                },
                "sex": {
                    "enum": [
                        1,
                        2,
                        3
                    ],
                    "type": "number"
                }
            },
            "required": [
                "name",
                "sex"
            ],
            "type": "object"
        }
    }
}

根据已有 json-schema 校验库，即可校验数据对象

someValidateFunc(jsonSchema, apiResData)

这里大家可能就又会困惑：这json-schema写起来也太费劲了？还不一样要学习成本，那和 io-ts 有什么区别。

但是，既然我们同时知道 typescript 和 json-schema 的语法定义规则，那么就两者必然能够互相转换。

也就是说，即便我们不懂 json-schema 的规范与语法，我们也能通过typescript 转化生成 json-schema。

那么，在以上的前提下，我们的思路就是：既然 typescript 本身不支持运行时数据校验，那么我们可以将 typescript 先转化成 json schema, 然后用 json-schema 校验数据结构

typescript -> json-schema

要将 typescript 声明转换成 json-schema ，这里推荐使用 typescript-json-schema。

我们可以直接使用它的命令行工具，这里就不仔细展开说明了，感兴趣的可以看下官方文档：

Usage: typescript-json-schema <path-to-typescript-files-or-tsconfig> <type>

Options:
  --refs                Create shared ref definitions.                               [boolean] [default: true]
  --aliasRefs           Create shared ref definitions for the type aliases.          [boolean] [default: false]
  --topRef              Create a top-level ref definition.                           [boolean] [default: false]
  --titles              Creates titles in the output schema.                         [boolean] [default: false]
  --defaultProps        Create default properties definitions.                       [boolean] [default: false]
  --noExtraProps        Disable additional properties in objects by default.         [boolean] [default: false]
  --propOrder           Create property order definitions.                           [boolean] [default: false]
  --required            Create required array for non-optional properties.           [boolean] [default: false]
  --strictNullChecks    Make values non-nullable by default.                         [boolean] [default: false]
  --useTypeOfKeyword    Use `typeOf` keyword (https://goo.gl/DC6sni) for functions.  [boolean] [default: false]
  --out, -o             The output file, defaults to using stdout
  --validationKeywords  Provide additional validation keywords to include            [array]   [default: []]
  --include             Further limit tsconfig to include only matching files        [array]   [default: []]
  --ignoreErrors        Generate even if the program has errors.                     [boolean] [default: false]
  --excludePrivate      Exclude private members from the schema                      [boolean] [default: false]
  --uniqueNames         Use unique names for type symbols.                           [boolean] [default: false]
  --rejectDateType      Rejects Date fields in type definitions.                     [boolean] [default: false]
  --id                  Set schema id.                                               [string] [default: ""]

github 上也有所有类型转换的 测试用例，可以对比看看 typescript 和 转换出的 json-schema 结果

json-schema 校验库

利用 typescript-json-schema 工具生成了 json-schema 文件后，我们需要根据该文件进行数据校验。

json-schema 数据校验的库很多，ajv，jsonschema 之类的，这里用 jsonschema 作为示例。

import { Validator } from 'jsonschema'

import schema from './json-schema.json'

const v = new Validator()
// 绑定schema，这里的 `api` 对应 json-schema.json 的 `$id`
v.addSchema(schema, '/api')
 

const validateResponseData = (data: any) => {
  // 校验响应数据
  const result = v.validate(data, {
    // SomeInterface 为 ts 定义的接口
    $ref: `api#/definitions/SomeInterface`
  })

  // 校验失败，数据不符合预期
  if (!result.valid) {
    console.log('data is ', data)
    console.log('errors', result.errors.map((item) => item.toString()))
  }

  return data
}

当我们校验以下数据时：

// 声明文件
interface UserInfo {
        name: string
        sex: string 
        age: number
        phone?: number
    }

// 校验结果
validateResponseData({
    name: 'xxxx',
    age: 'age应该是数字'
})
// 得出结果
// data is  { name: 'xxxx', age: 'age应该是数字' }
// errors [ 'instance.age is not of a type(s) number',
//   'instance requires property "sex"' ]

完全例子请看 github

配合上前端上报系统，当线上系统接口返回了非预料的数据，导致出 bug，就可以实时知道到底错在哪了，并且及时甩锅给后端啦。

commit 时自动更新 json-schema

前面提到，我们需要执行 typescript-json-schema <path-to-typescript-files-or-tsconfig> <type> 命令来声明 typescript 对应的 json-schema 文件。

那么，这里就有个问题，接口数量有可能增加，接口数据也有可能变动，那也就代表着，我们每次变更接口数据结构，都要重新跑一下 typescript-json-schema ，时刻保持 json-schema 和 typescript一一对应。

这我们就可以用 husky 的 precommit ， 加上 lint-staged 来实现每次更新提交代码时，自动执行 typescript-json-schema，无需时刻关注 typescript 接口定义的变更。

完全例子请看 github

总结

综上，我们实现了

1. typescript 声明文件 转换生成 json-schema 文件
2. 代码接口层拦截校验数据，如校验失败，通过前端上报系统(如：sentry)进行相关上报
3. 通过 husky + lint-staged 每次提交代码自动执行 步骤1，保持git 仓库的代码 typescript 声明 和 json-schema 时刻保持一致。

那么，当 Bug 出现的时候，你甚至可以在测试都还没发现这个 Bug之前，就已经把锅甩了出去。

只要你跑得足够快，Bug 就会追不上你。

[taweiyuxlzj]

6666666666666

[shenghou]

json schema + swagger貌似还不错

[yeongjet]

class-validator会不会是一个更好的解决方案? class-validator，json schema，io-ts这三者有什么优缺点

[SunshowerC]

class-validator会不会是一个更好的解决方案? class-validator，json schema，io-ts这三者有什么优缺点

class-validator 要多写很多 class-validator 装饰器。
如果想要直接写 typescript 就能校验，只好将 typescript 声明 转换成 json-schema 来实现运行时校验数据。

[yeongjet]

如果要限制一个数的范围，该怎么实现呢，像joi可以这样: Joi.number().min(1).max(10)

[Hydraz320]

作者你好，请问你是在哪里找到这种参数形式的？自动生成的 schema 都是 definition 的，用你这种写法会容易很多，但文档里没看到，源码也么得

[yenkos]

这文笔爱了爱了，什么时候出书，必买一本

[xujiahao]

及时雨呀~

[dodio]

如果要限制一个数的范围，该怎么实现呢，像joi可以这样: Joi.number().min(1).max(10)

zod.js

[dqm07]

从内容到形式，我觉得可以做朋友了

[cfj1996]

直接用grpc