Spring——面向切面编程（AOP模块）

Posted 2021-05-01 我没有三颗心脏

Spring AOP 简介

如果说 IoC 是 Spring 的核心，那么面向切面编程就是 Spring 最为重要的功能之一了，在数据库事务中切面编程被广泛使用。

AOP 即 Aspect Oriented Program 面向切面编程

首先，在面向切面编程的思想里面，把功能分为核心业务功能，和周边功能。

• 所谓的核心业务，比如登陆，增加数据，删除数据都叫核心业务

• 所谓的周边功能，比如性能统计，日志，事务管理等等

周边功能在 Spring 的面向切面编程AOP思想里，即被定义为切面

在面向切面编程AOP的思想里面，核心业务功能和切面功能分别独立进行开发，然后把切面功能和核心业务功能 "编织" 在一起，这就叫AOP

AOP 的目的

AOP能够将那些与业务无关，却为业务模块所共同调用的逻辑或责任（例如事务处理、日志管理、权限控制等）封装起来，便于减少系统的重复代码，降低模块间的耦合度，并有利于未来的可拓展性和可维护性。

AOP 当中的概念：

• 切入点（Pointcut）
  在哪些类，哪些方法上切入（where）

• 通知（Advice）
  在方法执行的什么实际（when:方法前/方法后/方法前后）做什么（what:增强的功能）

• 切面（Aspect）
  切面 = 切入点 + 通知，通俗点就是：在什么时机，什么地方，做什么增强！

• 织入（Weaving）
  把切面加入到对象，并创建出代理对象的过程。（由 Spring 来完成）

一个例子

为了更好的说明 AOP 的概念，我们来举一个实际中的例子来说明：

在上面的例子中，包租婆的核心业务就是签合同，收房租，那么这就够了，灰色框起来的部分都是重复且边缘的事，交给中介商就好了，这就是 AOP 的一个思想：让关注点代码与业务代码分离！

实际的代码

我们来实际的用代码感受一下

1.在 Package【pojo】下新建一个【Landlord】类（我百度翻译的包租婆的英文）：

package pojo;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component("landlord")
public class Landlord {

    public void service() {
        // 仅仅只是实现了核心的业务功能
        System.out.println("签合同");
        System.out.println("收房租");
    }
}

2.在 Package【aspect】下新建一个中介商【Broker】类（我还是用的翻译…）：

package aspect;

import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
@Aspect
class Broker {

    @Before("execution(* pojo.Landlord.service())")
    public void before(){
        System.out.println("带租客看房");
        System.out.println("谈价格");
    }

    @After("execution(* pojo.Landlord.service())")
    public void after(){
        System.out.println("交钥匙");
    }
}

3.在 applicationContext.xml 中配置自动注入，并告诉 Spring IoC 容器去哪里扫描这两个 Bean：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">
    <context:component-scan base-package="aspect" />
    <context:component-scan base-package="pojo" />
    <aop:aspectj-autoproxy/>
</beans>

4.在 Package【test】下编写测试代码：

package test;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
import pojo.Landlord;

public class TestSpring {

    public static void main(String[] args) {

        ApplicationContext context =
                new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        Landlord landlord = (Landlord) context.getBean("landlord", Landlord.class);
        landlord.service();

    }
}

5.执行看到效果：

这个例子使用了一些注解，现在看不懂没有关系，但我们可以从上面可以看到，我们在 Landlord 的 service() 方法中仅仅实现了核心的业务代码，其余的关注点功能是根据我们设置的切面自动补全的。

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使用注解来开发 Spring AOP

使用注解的方式已经逐渐成为了主流，所以我们利用上面的例子来说明如何用注解来开发 Spring AOP

第一步：选择连接点

Spring 是方法级别的 AOP 框架，我们主要也是以某个类额某个方法作为连接点，另一种说法就是：选择哪一个类的哪一方法用以增强功能。

    ....
    public void service() {
        // 仅仅只是实现了核心的业务功能
        System.out.println("签合同");
        System.out.println("收房租");
    }
    ....

我们在这里就选择上述 Landlord 类中的 service() 方法作为连接点。

第二步：创建切面

选择好了连接点就可以创建切面了，我们可以把切面理解为一个拦截器，当程序运行到连接点的时候，被拦截下来，在开头加入了初始化的方法，在结尾也加入了销毁的方法而已，在 Spring 中只要使用 @Aspect 注解一个类，那么 Spring IoC 容器就会认为这是一个切面了：

package aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
@Aspect
class Broker {
    @Before("execution(* pojo.Landlord.service())")
    public void before(){
        System.out.println("带租客看房");
        System.out.println("谈价格");
    }
    @After("execution(* pojo.Landlord.service())")
    public void after(){
        System.out.println("交钥匙");
    }
}

• 注意： 被定义为切面的类仍然是一个 Bean ，需要 @Component 注解标注

代码部分中在方法上面的注解看名字也能猜出个大概，下面来列举一下 Spring 中的 AspectJ 注解：

注解	说明
@Before	前置通知，在连接点方法前调用
@Around	环绕通知，它将覆盖原有方法，但是允许你通过反射调用原有方法，后面会讲
@After	后置通知，在连接点方法后调用
@AfterReturning	返回通知，在连接点方法执行并正常返回后调用，要求连接点方法在执行过程中没有发生异常
@AfterThrowing	异常通知，当连接点方法异常时调用

有了上表，我们就知道 before() 方法是连接点方法调用前调用的方法，而 after() 方法则相反，这些注解中间使用了定义切点的正则式，也就是告诉 Spring AOP 需要拦截什么对象的什么方法，下面讲到。

第三步：定义切点

在上面的注解中定义了 execution 的正则表达式，Spring 通过这个正则表达式判断具体要拦截的是哪一个类的哪一个方法：

execution(* pojo.Landlord.service())

依次对这个表达式作出分析：

• execution：代表执行方法的时候会触发

• * ：代表任意返回类型的方法

• pojo.Landlord：代表类的全限定名

• service()：被拦截的方法名称

通过上面的表达式，Spring 就会知道应该拦截 pojo.Lnadlord 类下的 service() 方法。上面的演示类还好，如果多出都需要写这样的表达式难免会有些复杂，我们可以通过使用 @Pointcut 注解来定义一个切点来避免这样的麻烦：

package aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
@Aspect
class Broker {
    @Pointcut("execution(* pojo.Landlord.service())")
    public void lService() {
    }
    @Before("lService()")
    public void before() {
        System.out.println("带租客看房");
        System.out.println("谈价格");
    }
    @After("lService()")
    public void after() {
        System.out.println("交钥匙");
    }
}

第四步：测试 AOP

编写测试代码，但是我这里因为 JDK 版本不兼容出现了 BUG….（尴尬…）

这就告诉我们：环境配置很重要…不然莫名其妙的 BUG 让你崩溃…

环绕通知

我们来探讨一下环绕通知，这是 Spring AOP 中最强大的通知，因为它集成了前置通知和后置通知，它保留了连接点原有的方法的功能，所以它及强大又灵活，让我们来看看：

package aspect;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
@Aspect
class Broker {
//  注释掉之前的 @Before 和 @After 注解以及对应的方法
//    @Before("execution(* pojo.Landlord.service())")
//    public void before() {
//        System.out.println("带租客看房");
//        System.out.println("谈价格");
//    }
//
//    @After("execution(* pojo.Landlord.service())")
//    public void after() {
//        System.out.println("交钥匙");
//    }
    //  使用 @Around 注解来同时完成前置和后置通知
    @Around("execution(* pojo.Landlord.service())")
    public void around(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("带租客看房");
        System.out.println("谈价格");
        try {
            joinPoint.proceed();
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        System.out.println("交钥匙");
    }
}

运行测试代码，结果仍然正确：

---

使用 XML 配置开发 Spring AOP

注解是很强大的东西，但基于 XML 的开发我们仍然需要了解，我们先来了解一下 AOP 中可以配置的元素：

AOP 配置元素	用途	备注
aop:advisor	定义 AOP 的通知其	一种很古老的方式，很少使用
aop:aspect	定义一个切面	——
aop:before	定义前置通知	——
aop:after	定义后置通知	——
aop:around	定义环绕通知	——
aop:after-returning	定义返回通知	——
aop:after-throwing	定义异常通知	——
aop:config	顶层的 AOP 配置元素	AOP 的配置是以它为开始的
aop:declare-parents	给通知引入新的额外接口，增强功能	——
aop:pointcut	定义切点	——

有了之前通过注解来编写的经验，并且有了上面的表，我们将上面的例子改写成 XML 配置很容易（去掉所有的注解）：

<!-- 装配 Bean-->
<bean name="landlord" class="pojo.Landlord"/>
<bean id="broker" class="aspect.Broker"/>
<!-- 配置AOP -->
<aop:config>
    <!-- where：在哪些地方（包.类.方法）做增加 -->
    <aop:pointcut id="landlordPoint"
                  expression="execution(* pojo.Landlord.service())"/>
    <!-- what:做什么增强 -->
    <aop:aspect id="logAspect" ref="broker">
        <!-- when:在什么时机（方法前/后/前后） -->
        <aop:around pointcut-ref="landlordPoint" method="around"/>
    </aop:aspect>
</aop:config>

运行测试程序，看到正确结果：

 

扩展阅读：
① Spring【AOP模块】就这么简单：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4Njg5MDA5NA==&mid=2247483954&idx=1&sn=b34e385ed716edf6f58998ec329f9867&chksm=ebd74333dca0ca257a77c02ab458300ef982adff3cf37eb6d8d2f985f11df5cc07ef17f659d4#rd
② 关于 Spring AOP(AspectJ)你该知晓的一切（慎独读，有些深度…：https://zhuanlan.zhihu.com/p/25522841

参考资料：

• 《Java EE 互联网轻量级框架整合开发》

• 《Java 实战（第四版）》

• 万能的百度 and 万能的大脑