Spring

Posted 2020-11-23 lijianming180

在简单的了解过AOP之后，被“面向方面编程”、“面向切面编程”、“切点”、“切面”这些术语搞的糊里糊涂，简单来说AOP是Aspect Origented Programing的简称，根据字面意思确实是面向切面编程，那么这个词到底又是什么意思？

按照软件重构的思想，如果一个类在多个方法或者类中出现相同的代码，我们就认为可以将这些代码提取到父类，但是有些代码例如在代码执行前得到执行开始时间，执行后获得结束时间，这样用来统计执行时间的代码可能隐藏在一堆杂乱的代码之中，这样的话通过父类继承的方式是无法实现的，这也就是AOP将要解决的问题。

我的通俗理解就是：在某个方法执行前后动态的为其插入想要执行的方法或者代码。

AOP术语

连接点（Joinpoint）:特定点是进程执行的某个特定位置，如类开始初始化前，类初始化后，类的某个方法调用前/后，方法抛出异常后。一个类或一段代码拥有一些具有边界性质的特定点，这些代码中的特定点就被称为“连接点”。

Spring仅支持方法的连接点，即仅能在方法调用前，方法调用后，方法抛出异常时及方法调用前后这些进程执行点织入增强。

连接点由两个信息确定：一是用方法表示的进程执行点，二是用相对位置表示的方位。如在Test.foo()方法执行前的连接点，执行点为Test.foo(),方法为该方法执行前的位置。Spring使用切点对执行点进行定位，而方位则在增强类型中增强

切点(Pointcut）:每个进程类都有多个连接点，如一个拥有两个方法的类，这两个方法就是连接点，即连接点是进程类中客观存在的事物。AOP通过“切点”定位特定的连接点。连接点相当于数据库中的记录，而切点相当于查询条件，一个切点可以匹配多个连接点。

在Spring中，切点通过org.springframework.aop.Pointcut接口进行描述，它使用类和方法作为连接点的查询条件。Spring AOP的规则解析引擎负责解析切点所设定的查询条件，找到对应的连接点。确切地说，应该是执行点而非连接点，因为连接点是方法执行前/后等包括方位信息的具体进程执行点，而切点只定位到某个方法上，所以如果希望定位到具体的连接点上，需要提供方位信息

增强（Advice）:增强是织入目标类连接点上的一段进程代码。在Spring中，增强除用于描述一段进程代码外，还拥有另一个和连接点相关的信息，就是执行点的方位。结合执行点的方位信息和切点信息，就可以找到特定的连接。

正因为增强即包含由于添加到目标连接点上的一段执行逻辑，又包含用于定位连接点的方位信息，所以Spring所提供的增强接口都是带方位名的，如BeforeAdivce，AfterReturningAdvice和ThrowsAdvice等。BeforeAdvice表示方法调用前的位置，而AfterReturningAdvice表示访问后的位置。 所以只有结合切点和增强，才能确定特定的连接点并实施逻辑增强。

目标对象(Target) :增强逻辑的织入目标类。如果没有AOP，那么目标业务类需要自己实现所有的逻辑.

在AOP的帮助下，ForumService只实现那些非横切逻辑的进程逻辑，而性能监视和事务管理等这些横切逻辑就可以使用AOP动态织入特定的连接点上

引介（Introduction）: 引介是一种特殊的增强，为类添加一些属性和方法。这样，即使一个业务类原本没有实现某个接口，通过AOP的引介功能，也可以动态地为该业务类添加接口的实现逻辑，使业务类成为这个接口的实现类

织入(Weaving) : 织入是将增强添加到目标类的具体连接点上的过程.AOP就像一台织布机，将目标类，增强或引介编织到一切。

AOP有三种织入方式：

• 编译期织入，这要求使用特殊的Java编译器
• 类装载期织入，这要求使用特殊的类装载器
• 动态代理织入，在运行期为目标类添加增强生成子类的方式，Spring采用动态代理织入

代理（Proxy) : 一个类被AOP织入增强后，就产生一个结果类，它是融合了原类和增强逻辑的代理类。根据不同的代理方式，代理类既可能是和原类具有相同接口的类，也可能就是原类的子类，所以可以采用与调用原类相同的方式调用代理类。

切面（Aspect) :切面由切点和增强（引介）组成，既包括横切逻辑的定义，也包括连接点的定义。Spring AOP就是负责实施切面的框架，它将切面所定义的横切逻辑织入切面所指定的连接点中

基础知识

Spring AOP使用了两种代理机制：一种是基于JDK的动态代理；另一种是基于CGLib的动态代理。
之所以需要两种代理机制，是因为JDK本身只提供接口的代理，而不支持类的代理。

CGLib所创建的动态代理对象的性能比JDK所创建的动态代理对象的性能高很多，但CGLib在创建代理对象时所花费的时间比JDK动态代理多。 对于singleton的代理对象或者具有实例池的代理，因为无需频繁地创建代理对象，所以比较适合采用CGLib动态代理技术；反之适合采用JDK动态代理技术。

实现者

按照增强在目标类方法中的连接点位置，可以分为5类：

• 前置增强：org.springframework.aop.BeforeAdvice代表前置增强，因为Spring只支持方法级的增强，所以MethodBeforeAdvice是目前可用的前置增强，表示在目标方法执行前实施增强，而BeforeAdvice是为了将来版本扩展需要而定义的。

• 后置增强：org.springframework.aop.AfterReturningAdvice代表后置增强，表示在目标方法执行后实施增强。

• 环绕增强：org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor代表环绕增强，表示在目标方法执行前后实施增强。

• 异常抛出增强：org.springframework.aop.ThrowsAdvice代表抛出异常增强，表示在目标方法抛出异常后实施增强。

• 引介增强：org.springframework.aop.IntroductionInterceptor代表引介增强，表示在目标类中添加一些新的方法和属性

BeforeAdvice

person接口：

public interface { void (String name); void run(String time); }

具体实现类：

public class Man implements Person{ public void speak(String name) { System.out.println("speak to "+name); } public void run(String time) { System.out.println("runing "+time); } }

增强类：执行Speak或者run方法之前执行

public class PersonBeforeAdvice implements MethodBeforeAdvice { public void before(Method method, Object[] objects, Object obj) throws Throwable { String name=(String)objects[0]; System.out.println("Hi! Mr "+name); } }

PersonBeforeAdvice接口仅定义了唯一的方法：before(Method method,Object[] args,Object obj)throws Throwable,其中method为目标类的方法；objects为目标类方法的入参，而obj为目标类实例。当方法发生异常时，将阻止目标类方法的执行。

xml文档配置：

<bean id="manBefore" class="com.aop.advice.ManBeforeAdvice" /> <bean id="target" class="com.aop.advice.Man" /> <bean id="manman" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean" p:interceptorNames="manBefore" p:proxyInterfaces="com.aop.advice.Person" p:target-ref="target" p:proxyTargetClass="true"/>

测试类：

public class BeforeAdviceTest { public void before(){ Person target=new Man(); BeforeAdvice advice=new ManBeforeAdvice(); ProxyFactory pf=new ProxyFactory(); pf.setTarget(target); pf.addAdvice(advice); Person proxy=(Person) pf.getProxy(); proxy.speak("gubaidan"); proxy.run("2017-11-09"); } }

输出：

Hi Mr gubaidan //增强效果 speak to gubaidan Hi mr gubaidan //增强效果 running 2017-11-09

解析ProxyFactory

在BeforeAdviceTest中，使用org.springframework.aop.framework.ProxyFactory代理工厂将GreetingBeforeAdvice的增强织入目标类NaiveWaiter中。ProxyFactory内部就是使用JDK或CGLib动态代理技术将增强应用到目标类中的。

Cglib2AopProxy使用CGLib动态代理技术创建代理，而JdkDynamicAopProxy使用JDK动态代理技术创建代理。 如果通过ProxyFactory的setInterfaces(Class[] interfaces)方法指定目标接口进行代理，则ProxyFactory使JdkDynamicAopProxy。

如果是针对类的代理，则使用Cglib2AopProxy。

还可以通过ProxyFactory的setOptimize(true)方法让ProxyFactory启动优化代理方式，这样，针对接口的代理也会使用Cglib2AopProxy。

BeforeAdviceTest使用的是CGLib动态代理技术，当我们指定接口进行代理时，将使用JDK动态代理技术

//①Spring提供的代理工厂 ProxyFactory pf=new ProxyFactory(); //②设置代理目标 pf.setInterfaces(target.getClass().getInterfaces());//指定接口进行代理 pf.setTarget(target);

如果指定启动代理优化，则ProxyFactory还将使用Cglib2AopProxy代理

//①Spring提供的代理工厂 ProxyFactory pf=new ProxyFactory(); 大专栏  Spring //②设置代理目标 pf.setInterfaces(target.getClass().getInterfaces());//指定接口进行代理 pf.setTarget(target); pf.setOpaque(true); //启动优化

ProxyFactory通过addAdvice(Advice)方法添加一个增强，可以使用该方法添加多个增强。多个增强形成一个增强链，它们的调用顺序和添加顺序一致，可以通过addAdvice(int ,Advice)方法将增强添加到增强链的具体位置(初始位置为0)

ProxyFactoryBean是FactoryBean接口的实现类，FactoryBean负责实例化一个Bean。ProxyFactoryBean负责为其他Bean创建代理实例，它在内部使用ProxyFactory来完成这项工作。

ProxyFactoryBean的几个常用的可配置属性 :

• target：代理的目标对象
• proxyInterfaces：代理所要实现的接口，可以是多个接口
• interceptorNames：需要织入目标对象的Bean列表，采用Bean的名称指定。这些Bean必须是实现了org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor或org.springframework.aop.Advisor的Bean，配置中的顺序对应调用的顺序。
• singleton：返回的代理是否单实例，默认为单实例。
• optimize：当设置为true时，强制使用CGLib动态代理。对于singleton的代理，推荐使用CGLib；对于其他作用域类型的代理，最好使用JDK动态代理
• proxyTargetClass：是否对类进行代理（而不是对接口进行代理）。当设置为true时，使用CGLib动态代理

引介增强

引介增强为目标类创建新的方法和属性，所以引介增强的连接点是类级别的，而非方法级别的。通过引介增强，可以为目标类添加一个接口的实现，可以为目标类创建实现某接口的代理。

Spring定义了引介增强接口IntroductionInterceptor，该接口没有定义任何方法，Spring为其提供了DelagatingIntroductionInterceptor实现类。一般情况下，通过扩展该实现类定义自己的引介增强类。

前面性能监视的例子，我们对所有的业务类都织入了性能监视的增强。由于性能监视会影响业务系统的性能，所以是否启动性能监视应该是可控的。现在通过引介增强来实现。

首先定义一个用于标识目标类是否支持性能监视的接口：

public interface Monitorable { void setMonitorActive(boolean active); }

通过setMonitorActive(boolean active)接口方法控制业务类性能监视功能的激活和关闭状态

下面通过扩展DelegatingIntroductionInterceptor为目标类引入性能监视的可控功能

public class ControllablePerformanceMonitor extends DelegatingIntroductionInterceptor implements Monitorable{ private ThreadLocal<Boolean> MonitorStatusMap=new ThreadLocal<Boolean>(); //① public void setMonitorActive(boolean active){ //② MonitorStatusMap.set(active); } //③拦截方法 public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable { Object obj=null; //④对于支持性能监视可控代理，通过判断其状态决定是否开启性能监视功能 if(MonitorStatusMap.get()!=null&&MonitorStatusMap.get()){ PerformanceMonitor.begin(mi.getClass().getName()+"."+mi.getMethod().getName()); obj=super.invoke(mi); PerformanceMonitor.end(); }else{ obj=super.invoke(mi); } return obj; } }

扩展DelegatingIntroductionInterceptor的同时还实现了Monitorable接口，提供接口方法的实现。
在①定义了一个ThreadLocal类型的变量，用于保存性能监视开关状态，为了解决单实例singleton线程安全的问题，通过ThreadLocal让每个线程单独使用一个状态。

在③中覆盖了父类中的invoke()方法，该方法用于拦截目标类方法的调用，根据开关状态有条件地对目标实例方法进行性能监视。

在④处，MonitorStatusMap.get()方法返回的Boolean被自动拆包为boolean类型的值

通过Spring配置，将这个引介增强织入业务类ForumService中

<bean id="pmonitor" class="com.smart.introduce.ControllablePerformaceMonitor" /> <bean id="forumServiceTarget" class="com.smart.introduce.ForumService" /> <bean id="forumService" class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean" p:interfaces="com.smart.introduce.Monitorable" p:target-ref="forumServiceTarget" p:interceptorNames="pmonitor" p:proxyTargetClass="true" />

首先，需要指定引介增强所实现的接口，如①。其次，由于只能通过为目标创建子类的方法生成引介增强的代理，所以必须将proxyTargetClass设置为true

如果没对ControllablePerformanceMonitor进行线程安全的特殊处理，就必须将singleton属性设置为true，让ProxyFactoryBean产生prototype作用域类型的代码。当CGLib动态创建代理的性能很低，而每次通过getBean()方法中从容器中获取作用域类型为prototype的Bean时都将返回一个新的代理实例，这种性能影响是巨大的，这就是为什么通过ThreadLocal对ControllablePerformanceMonitor的开关状态进行线程安全化处理的原因。

通过线程安全化处理后，就可以使用默认的singleton Bean作用域，这样创建代理的动作仅发生一次。

public class IntroduceTest { public void introduce(){ String configPath="com/smart/introduce/beans.xml"; ApplicationContext ctx=new ClassPathXmlApplicationContext(configPath); ForumService forumService=(ForumService)ctx.getBean("forumService"); forumService.removeForum(10); //默认情况下未开启性能监视功能 forumService.removeTopic(1024); Monitorable monitorable=(Monitorable)forumService; //开启性能监视，实现了Monitorable接口 monitorable.setMonitorActive(true); forumService.removeForum(10); forumService.removeTopic(1024); } }

②处，强制性地将forumService转换为Monitorable类型，代码的成功执行表示从Spring容器中返回的代理确实引入了Monitorable接口方法的实现。

以XML方式配置切面

简介

除了使用AspectJ注解声明切面，Spring也支持在bean配置文档中声明切面。这种声明是通过aop名称空间中的XML元素完成的。

正常情况下，基于注解的声明要优先于基于XML的声明。通过AspectJ注解，切面可以与AspectJ兼容，而基于XML的配置则是Spring专有的。由于AspectJ得到

越来越多的 AOP框架支持，所以以注解风格编写的切面将会有更多重用的机会。

配置细节

在bean配置文档中，所有的Spring AOP配置都必须定义在aop:config元素内部。对于每个切面而言，都要创建一个aop:aspect元素来为具体的切面实现

引用后端bean实例。切面bean必须有一个标识符，供aop:aspect元素引用。

<bean id="logAspect" class="com.atguigu.aspect.LogAspect"></bean> <bean id="validatorAspect" class="com.atguigu.aspect.ValidatorAspect"></bean> <bean id="mathCalulator" class="com.atguigu.calulator.MathCalulator"></bean> <aop:config> <aop:aspect ref="logAspect"></aop:aspect> <aop:aspect ref="validatorAspect"></aop:aspect> </aop:config>

声明切入点

切入点使用aop:pointcut元素声明。

切入点必须定义在aop:aspect元素下，或者直接定义在aop:config元素下。

定义在aop:aspect元素下：只对当前切面有效

定义在aop:config元素下：对所有切面都有效

基于XML的AOP配置不允许在切入点表达式中用名称引用其他切入点。

<aop:pointcut expression="execution(* *.*(..))" id="mypoint"/>

声明通知

在aop名称空间中，每种通知类型都对应一个特定的XML元素。 通知元素需要使用来引用切入点，或用直接嵌入切入点表达式。 method属性指定切面类中通知方法的名称

<aop:before method="logStart" pointcut="execution(* *.*(..))"/

最后

编程的意义是解决和简化手工劳动，而AOP的意义则是简化代码开发。