Spring实战之切面编程

Posted 2020-11-02 duan2

如果要重用通用功能的话，最常见的面向对象技术是继承（inheritance）或委托（delegation）。但是，如果在整个应用中都使用相同的基类，继承往往会导致一个脆弱的对象体系；而使用委托可能需要对委托对象进行复杂的调用。切面提供了取代继承和委托的另一种可选方案，而且在很多场景下更清晰简洁。在使用面向切面编程时，我们仍然在一个地方定义通用功能，但是可以通过声明的方式定义这个功能要以何种方式在何处应用，而无需修改受影响的类。横切关注点可以被模块化为特殊的类，这些类被称为切面（aspect）。这样做有两个好处：首先，现在每个关注点都集中于一个地方，而不是分散到多处代码中；其次，服务模块更简洁，因为它们只包含主要关注点（或核心功能）的代码，而次要关注点的代码被转移到切面中了。

1.1定义AOP术语

与大多数技术一样，AOP已经形成了自己的术语。描述切面的常用术语有通知（advice）、切点（pointcut）和连接点（join point）。图4.2展示了这些概念是如何关联在一起的

遗憾的是，大多数用于描述AOP功能的术语并不直观，尽管如此，它们现在已经是AOP行话的组成部分了，为了理解AOP，我们必须了解这些术语。在我们进入某个领域之前，必须学会在这个领域该如何说

话。

 

通知（Advice）

通知定义了切面是什么以及何时使用。除了描述切面要完成的工作，通知还解决了何时执行这个工作的问题。它应该应用在某个方法被调用之前？之后？之前和之后都调用？还是只在方法抛出异常时调用？

Spring切面可以应用5种类型的通知：

1.前置通知（Before）：在目标方法被调用之前调用通知功能；

2.后置通知（After）：在目标方法完成之后调用通知，此时不会关
心方法的输出是什么；
3.返回通知（After-returning）：在目标方法成功执行之后调用通
知；
4.异常通知（After-throwing）：在目标方法抛出异常后调用通知；
5.环绕通知（Around）：通知包裹了被通知的方法，在被通知的方
法调用之前和调用之后执行自定义的行为。

 

连接点（Join point）

我们的应用可能也有数以千计的时机应用通知。这些时机被称为连接点。连接点是在应用执行过程中能够插入切面的一个点。这个点可以是调用方法时、抛出异常时、甚至修改一个字段时。切面代码

可以利用这些点插入到应用的正常流程之中，并添加新的行为。

 

切点（Poincut）

如果说通知定义了切面的“什么”和“何时”的话，那么切点就定义了“何处”。切点的定义会匹配通知所要织入的一个或多个连接点。我们通常使用明确的类和方法名称，或是利用正则表达式定义所匹配的类和方法名称来指定这些切点。有些AOP框架允许我们创建动态的切点，可以根据运行时的决策（比如方法的参数值）来决定是否应用通知。

切面（Aspect）

 

切面是通知和切点的结合。通知和切点共同定义了切面的全部内容——它是什么，在何时和何处完成其功能。

 

引入（Introduction）

引入允许我们向现有的类添加新方法或属性。例如，我们可以创建一个Auditable通知类，该类记录了对象最后一次修改时的状态。这很简单，只需一个方法，setLastModified(Date)，和一个实例变量来保存这个状态。然后，这个新方法和实例变量就可以被引入到现有的类中，从而可以在无需修改这些现有的类的情况下，让它们具有新的行为和状态。

 

织入（Weaving）

 

织入是把切面应用到目标对象并创建新的代理对象的过程。切面在指定的连接点被织入到目标对象中。在目标对象的生命周期里有多个点可以进行织入：

 

编译期：切面在目标类编译时被织入。这种方式需要特殊的编译器。AspectJ的织入编译器就是以这种方式织入切面的。

类加载期：切面在目标类加载到JVM时被织入。这种方式需要特殊的类加载器（ClassLoader），它可以在目标类被引入应用之前增强该目标类的字节码。AspectJ 5的加载时织入（load-time

weaving，LTW）就支持以这种方式织入切面。

运行期：切面在应用运行的某个时刻被织入。一般情况下，在织入切面时，AOP容器会为目标对象动态地创建一个代理对象。

Spring AOP就是以这种方式织入切面的。

 

1.2Spring对AOP的支持

并不是所有的AOP框架都是相同的，它们在连接点模型上可能有强弱之分。有些允许在字段修饰符级别应用通知，而另一些只支持与方法调用相关的连接点。它们织入切面的方式和时机也有所不同。但是无论如何，创建切点来定义切面所织入的连接点是AOP框架的基本功能。因为这是一本介绍Spring的图书，所以我们会关注Spring AOP。虽然如此，Spring和AspectJ项目之间有大量的协作，而且Spring对AOP的

支持在很多方面借鉴了AspectJ项目。
Spring提供了4种类型的AOP支持：
1.基于代理的经典Spring AOP；
2.纯POJO切面；
3.@AspectJ注解驱动的切面；
4.注入式AspectJ切面（适用于Spring各版本）。

前三种都是Spring AOP实现的变体，Spring AOP构建在动态代理基础之上，因此，Spring对AOP的支持局限于方法拦截。借助Spring的aop命名空间，我们可以将纯POJO转换为切面。实际上，这些POJO只是提供了满足切点条件时所要调用的方法。遗憾的是，这种技术需要XML配置，但这的确是声明式地将对象转换为切面的简便方式

Spring借鉴了AspectJ的切面，以提供注解驱动的AOP。本质上，它依然是Spring基于代理的AOP，但是编程模型几乎与编写成熟的AspectJ注解切面完全一致。这种AOP风格的好处在于能够不使用XML来完成功能。如果你的AOP需求超过了简单的方法调用（如构造器或属性拦截），那么你需要考虑使用AspectJ来实现切面。在这种情况下，上文所示的第四种类型能够帮助你将值注入到AspectJ驱动的切面中。

 

 

Spring通知是Java编写的

Spring所创建的通知都是用标准的Java类编写的。这样的话，我们就可以使用与普通Java开发一样的集成开发环境（IDE）来开发切面。而且，定义通知所应用的切点通常会使用注解或在Spring配置文件里采用XML来编写，这两种语法对于Java开发者来说都是相当熟悉的。AspectJ与之相反。虽然AspectJ现在支持基于注解的切面，但AspectJ最初是以Java语言扩展的方式实现的。这种方式有优点也有缺点。通过特有的AOP语言，我们可以获得更强大和细粒度的控制，以及更丰富的AOP工具集，但是我们需要额外学习新的工具和语法。

 

Spring在运行时通知对象

通过在代理类中包裹切面，Spring在运行期把切面织入到Spring管理的bean中。如图4.3所示，代理类封装了目标类，并拦截被通知方法的调用，再把调用转发给真正的目标bean。当代理拦截到方法调用时，

在调用目标bean方法之前，会执行切面逻辑。

 

直到应用需要被代理的bean时，Spring才创建代理对象。如果使用的是ApplicationContext的话，在ApplicationContext从BeanFactory中加载所有bean的时候，Spring才会创建被代理的对象。因为Spring运行时才创建代理对象，所以我们不需要特殊的编译器来织入Spring AOP的切面。

 

Spring只支持方法级别的连接点

 正如前面所探讨过的，通过使用各种AOP方案可以支持多种连接点模型。因为Spring基于动态代理，所以Spring只支持方法连接点。这与一些其他的AOP框架是不同的，例如AspectJ和JBoss，除了方法切点，它们还提供了字段和构造器接入点。Spring缺少对字段连接点的支持，无法让我们创建细粒度的通知，例如拦截对象字段的修改。而且它不支持构造器连接点，我们就无法在bean创建时应用通知。但是方法拦截可以满足绝大部分的需求。如果需要方法拦截之外的连接点拦截功能，那么我们可以利用Aspect来补充Spring AOP的功能。对于什么是AOP以及Spring如何支持AOP的，我们现在已经有了一个大致的了解。现在是时候学习如何在Spring中创建切面了，让我们先从Spring的声明式AOP模型开始