Spring基础系列Spring AOP基础

Posted 2021-06-23 守夜人爱吃兔子

关于AOP

AOP概述

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。

• 面向切面编程（AOP）和面向对象编程（OOP）类似，也是一种编程模式。Spring AOP 是基于 AOP 编程模式的一个框架，它的使用有效减少了系统间的重复代码，达到了模块间的松耦合目的。
• AOP 的全称是“Aspect Oriented Programming”，即面向切面编程，它将业务逻辑的各个部分进行隔离，使开发人员在编写业务逻辑时可以专心于核心业务，从而提高了开发效率。
• AOP 采取横向抽取机制，取代了传统纵向继承体系的重复性代码，其应用主要体现在事务处理、日志管理、权限控制、异常处理等方面。
• 目前最流行的 AOP 框架有两个，分别为 Spring AOP 和 AspectJ：
  • Spring AOP 使用纯 Java 实现，不需要专门的编译过程和类加载器，在运行期间通过代理方式向目标类植入增强的代码。
  • AspectJ 是一个基于 Java 语言的 AOP 框架，从 Spring 2.0 开始，Spring AOP 引入了对 AspectJ 的支持。AspectJ 扩展了 Java 语言，提供了一个专门的编译器，在编译时提供横向代码的植入。

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基础知识

基础概念

为了更好地理解 AOP，就需要对 AOP 的相关术语有一些了解，这些专业术语主要包含 Joinpoint、Pointcut、Advice、Target、Weaving、Proxy 和 Aspect，它们的含义如下表所示。

上面的讲解有点抽象，我们再进一步进行讲解：

• 切面(Aspect)：Aspect 声明类似于 Java 中的类声明，事务管理是AOP一个最典型的应用。在AOP中，切面一般使用 @Aspect 注解来使用，在XML中，可以使用 <aop:aspect> 来定义一个切面。
• 连接点(Join Point)：一个在程序执行期间的某一个操作，就像是执行一个方法或者处理一个异常。在Spring AOP中，一个连接点就代表了一个方法的执行。
• 通知(Advice)：在切面中(类)的某个连接点(方法)采取的动作，会有四种不同的通知方式： around(环绕通知)，before(前置通知)，after(后置通知)， exception(异常通知)，return(返回通知)。许多AOP框架（包括Spring）将建议把通知作为为拦截器，并在连接点周围维护一系列拦截器。
• 切入点(Pointcut)：表示一组连接点，通知与切入点表达式有关，并在切入点匹配的任何连接点处运行(例如执行具有特定名称的方法)。由切入点表达式匹配的连接点的概念是AOP的核心，Spring默认使用AspectJ切入点表达式语言。
• 介绍(Introduction)：introduction可以为原有的对象增加新的属性和方法。例如，你可以使用introduction使bean实现IsModified接口，以简化缓存。
• 目标对象(Target Object)：由一个或者多个切面代理的对象。也被称为"切面对象"。由于Spring AOP是使用运行时代理实现的，因此该对象始终是代理对象。
• AOP代理(AOP proxy)：由AOP框架创建的对象，在Spring框架中，AOP代理对象有两种：JDK动态代理和CGLIB代理
• 织入(Weaving)：是指把增强应用到目标对象来创建新的代理对象的过程，它(例如 AspectJ 编译器)可以在编译时期，加载时期或者运行时期完成。与其他纯Java AOP框架一样，Spring AOP在运行时进行织入。

什么？还是有点蒙圈？可以看看下面这位大神的总结，言简意赅，如果还不懂，那楼哥也没办法了。

• 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）

通知的分类

• 前置通知(Before Advice): 在目标方法被调用前调用通知功能；相关的类org.springframework.aop.MethodBeforeAdvice
• 后置通知(After Advice): 在目标方法被调用之后调用通知功能；相关的类org.springframework.aop.AfterReturningAdvice
• 返回通知(After-returning): 在目标方法成功执行之后调用通知功能；
• 异常通知(After-throwing): 在目标方法抛出异常之后调用通知功能；相关的类org.springframework.aop.ThrowsAdvice
• 环绕通知(Around): 把整个目标方法包裹起来，在被调用前和调用之后分别调用通知功能相关的类org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor

AOP织入的三种时期

• 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 )，它可以在目标类引入应用之前增强目标类的字节码。
• 运行期: 切面在应用运行的某个时期被织入。一般情况下，在织入切面时，AOP容器会为目标对象动态创建一个代理对象，Spring AOP 采用的就是这种织入方式。

 

AOP简单示例

学习语言最好的方式就是实战，其它的介绍我们就先不进行，直接看一个具体的使用示例，我们先定义一个实现类：

@Component("customerDao")
public class CustomerDaoImpl {
    public void add() {
        System.out.println("添加客户...");
    }
    public void update() {
        System.out.println("修改客户...");
    }
    public void delete() {
        System.out.println("删除客户...");
    }
    public void find() {
        System.out.println("修改客户...");
    }
}

然后再定义一个切面类：

@Component
public class MyAspect {
    // 前置通知
    public void myBefore(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("前置通知，方法名称:" + joinPoint.getSignature().getName());
    }
    // 后置通知
    public void myAfterReturning(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("后置通知，方法名称：" + joinPoint.getSignature().getName());
    }
    // 环绕通知
    public Object myAround(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) throws Throwable {
        System.out.println("环绕开始"); // 开始
        Object obj = proceedingJoinPoint.proceed(); // 执行当前目标方法
        System.out.println("环绕结束"); // 结束
        return obj;
    }
    // 异常通知
    public void myAfterThrowing(JoinPoint joinPoint, Throwable e) {
        System.out.println("异常通知，出错了");
    }
    // 最终通知
    public void myAfter() {
        System.out.println("最终通知");
    }
}

下面这个非常重要，就是在applicationContext.xml文件中增加相应配置：

<!-- 用于注解扫描 -->
<context:component-scan base-package="com.java.spring.aop.xml2" />
<context:component-scan base-package="com.java.spring.aop.customer" />
<!-- 使切面开启自动代理 -->
<aop:aspectj-autoproxy></aop:aspectj-autoproxy>
<!--AOP 编程 -->
<aop:config>
    <aop:aspect ref="myAspect">
        <!-- 配置切入点，通知最后增强哪些方法 -->
        <aop:pointcut expression="execution (* com.java.spring.aop.customer.*.* (..))" id="myPointCut" />
        <!--前置通知，关联通知 Advice和切入点PointCut -->
        <aop:before method="myBefore" pointcut-ref="myPointCut" />
        <!--后置通知，在方法返回之后执行，就可以获得返回值returning 属性 -->
        <aop:after-returning method="myAfterReturning" pointcut-ref="myPointCut" returning="returnVal" />
        <!--环绕通知 -->
        <aop:around method="myAround" pointcut-ref="myPointCut" />
        <!--抛出通知：用于处理程序发生异常，可以接收当前方法产生的异常 -->
        <!-- *注意：如果程序没有异常，则不会执行增强 -->
        <!-- * throwing属性：用于设置通知第二个参数的名称，类型Throwable -->
        <aop:after-throwing method="myAfterThrowing" pointcut-ref="myPointCut" throwing="e" />
        <!--最终通知：无论程序发生任何事情，都将执行 -->
        <aop:after method="myAfter" pointcut-ref="myPointCut" />
    </aop:aspect>
</aop:config>

这里必须要开启“使切面开启自动代理”，否则AOP不生效，因为我都是通过注解扫描自动注入，所以不要忘记“用于注解扫描”中的内容，因为我的CustomerDaoImpl和MyAspect分别放到xml2和customer这两个包下面，所以需要扫描这两个包。

对于下面这个，我估计很多同学看到这个，第一时间处于蒙圈状态：

execution (* com.java.spring.aop.customer.*.* (..))

这个其实是Spring AOP表达式的写法：

任意公共方法的执行：
execution(public * *(..))
##public可以省略, 第一个* 代表方法的任意返回值 第二个参数代表任意包+类+方法 （..）表示任意参数
 
任何一个以“get”开始的方法的执行：
execution(* get*(..))
 
UserService接口的任意方法：
execution(* com.einblatt.service.UserService.*(..))
 
定义在com.einblatt.service包里的任意方法的执行：
execution(* com.einblatt.service.*.*(..))
#第一个 .* 代表任意类, 第二个 .* 代表任意方法
 
定义在service包和所有子包里的任意类的任意方法的执行：
execution(* com.einblatt.service..*.*(..))
# ..* 代表任意包或者子包
 
定义在com.einblatt包和所有子包里的UserService类的任意方法的执行：
execution(* com.einblatt..UserService.*(..))

我们再回顾一下上面的这个表达式，第一个“星号”表示任意返回值，com.java.spring.aop.custome是需要加强对象的包路径，第二个“星号”表示这个包路径下所有的文件，第三个“星号”表示文件中类的所有的方法，最后的两个“..”，表示可以是任意参数。

编辑器不能直接打“*”符号，会被当做排版符号，我就用“星号”代替。

对于applicationContext.xml文件中的其它内容，我们配置了切面myAspect，定义切面的切入点myPointCut，然后针对该切入点，配置了前置、后置、环绕、抛出异常和最终通知等功能，所以我们执行切入点中的方法时，都会通过切面中的方法进行增强，下面的示例：

public class XMLTest {
    @Test
    public void test() {
        ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        CustomerDaoImpl customerDao = (CustomerDaoImpl) applicationContext.getBean("customerDao");
        // 执行方法
        customerDao.add();
    }
}
// 输出：
// 前置通知，方法名称:add
// 环绕开始
// 添加客户...
// 最终通知
// 环绕结束
// 后置通知，方法名称：add

我们的核心方法输出的是“添加客户...”，这里AOP给我们增加了前置通知、环绕通知、最终通知和后置通知，大家可以看一下调用顺序，下面测试一下抛出通知，我们修改CustomerDaoImpl内容如下：

@Component("customerDao")
public class CustomerDaoImpl {
    public void add() throws Exception {
        System.out.println("添加客户...");
        throw new Exception("抛出异常测试");
    }
    // ...
}

还是通过上面的示例测试，输出结果如下：

前置通知，方法名称:add
环绕开始
添加客户...
最终通知
异常通知，出错了

可以看到抛出异常加强输出“异常通知，出错了”，但是后面的“环绕结束”和“后置通知”就没有了。

通过这个简单的示例，大家应该多AOP有一个初步的了解，这个示例其实是基于AspectJ的XML实现方式。其实JAVA中实现AOP的方式有很多种，下面我们对现有的实现方式，进行一个整体的介绍，让大家有一个宏观的认识。

 

AOP的两种实现方式

AOP 采用了两种实现方式：静态织入(AspectJ 实现)和动态代理(Spring AOP实现)

• 静态织入(AspectJ 实现)：又可以分为基于XML的声明式，基于Annotation的声明式。（上面的示例，是AspectJ基于XML的声明式）
• 动态代理(Spring AOP实现)：又可以分为JDK动态代理和CGLib 动态代理。

所以准确来说，实现AOP其实有4种实现姿势。

AspectJ

• AspectJ 是一个采用Java 实现的AOP框架，它能够对代码进行编译(一般在编译期进行)，让代码具有AspectJ 的 AOP 功能。
• AspectJ 是目前实现 AOP 框架中最成熟，功能最丰富的语言。
• ApectJ 主要采用的是编译期静态织入的方式。在这个期间使用 AspectJ 的 acj 编译器(类似 javac)把 aspect 类编译成 class 字节码后，在 java 目标类编译时织入，即先编译 aspect 类再编译目标类。

Spring AOP 实现

Spring AOP 是通过动态代理技术实现的，而动态代理是基于反射设计的。Spring AOP 采用了两种混合的实现方式：JDK 动态代理和 CGLib 动态代理，分别来理解一下：

• JDK动态代理：Spring AOP的首选方法。 每当目标对象实现一个接口时，就会使用JDK动态代理。目标对象必须实现接口
• CGLIB代理：如果目标对象没有实现接口，则可以使用CGLIB代理。

 

 

总结

通过这篇文章，你可以掌握AOP的基础知识，以及对AOP的使用有一个初步的认识，目前项目中用的最多的其实是AspectJ基于Annotation的声明

 

最后

给大家分享一篇一线开发大牛整理的java高并发核心编程神仙文档，里面主要包含的知识点有：多线程、线程池、内置锁、JMM、CAS、JUC、高并发设计模式、Java异步回调、CompletableFuture类等。

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