Spring AOP 的使用和实现原理

Posted 2023-02-23 一叶知秋V

软件工程有个基本原则，即关注点分离，不同的问题交给不同的部分去解决，面向切面编程 AOP 正是此种技术的体现，通用化功能代码的实现对应的就是所谓的切面（Aspect），业务功能代码和切面代码分开后，架构将变得高内聚低耦合。

AOP 的三种织入方式：

• 编译时织入：需要特殊的 Java 编译器，如 AspectJ；
• 类加载时织入：需要特殊的 Java 编译器，如 AspectJ 和 AspectWerkz；
• 运行时织入：Spring 采用的方式，通过动态代理的方式，实现简单，动态代理虽然有性能上的开销，但是好处就是不需要特殊的编译器和类加载器。

AOP 的主要名词概念：

• Aspect：通用功能的代码实现；
• Target：被织入 Aspect 的对象；
• Join Point：可以作为切入点的机会，所有方法都可以作为切入点；
• Pointcut：Aspect 实际被应用在的 Join Point，支持正则；
• Advice：类里的方法以及这个方法如何织入到目标方法的方式；
• Weaving：AOP 的实现过程。

Advice 的种类：

• 前置通知（Before）；
• 后置通知（AfterReturning）；
• 异常通知（AfterThrowing）；
• 最终通知（After）；
• 环绕通知（Around）。

1.Spring AOP的使用

这里我们基于 Spring Boot 构建项目，使用 AOP 需要添加 Maven 依赖：

<!-- aop -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>

这里我们创建 Aspect 文件通过 AOP 统一处理 request 请求日志：

import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.*;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder;
import org.springframework.web.context.request.ServletRequestAttributes;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

@Aspect // 定义为切面类
@Component
public class RequestLogAspect 
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RequestLogAspect.class);
    // 定义切入点
    @Pointcut("execution(public * com.example.server.soa.web.controller..*.*(..))") // 支持正则
    public void webLog() 
    
    // 方法执行之前切入
    @Before("webLog()")
    public void doBefore(JoinPoint joinPoint) 
        // 接收到请求, 记录请求内容
        ServletRequestAttributes attributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        HttpServletRequest request = attributes.getRequest();
        // 记录下请求内容
        logger.info("url: ", request.getRequestURL().toString());
        logger.info("ip: ", request.getRemoteAddr());
    
    @After("webLog()")
    public void doAfter() 
        logger.info("doAfter");
    
    // 方法执行return之后切入
    @AfterReturning(returning = "ret", pointcut = "webLog()")
    public void doAfterReturning(Object ret) 
        // 处理完请求, 返回内容
        logger.info("response: ", ret);
    
    @AfterThrowing("webLog()")
    public void doAfterThrowing() 
        logger.info("doAfterThrowing");
    

2.Spring AOP的原理

Spring 提供了两种方式来生成代理对象：JdkProxy 和 Cglib，具体使用哪种方式生成，由 AopProxyFactory 根据 AdvisedSupport 对象的配置来决定。默认的策略是如果目标类实现了接口，则用 JdkProxy 来实现，否则使用 Cglib。

	说明	实现机制	优点
JdkProxy（Jdk 动态代理技术）	1、通过反射接受被代理的类，并且要求被代理的类必须实现一个接口； 2、JdkProxy 的核心是 InvocationHandler 接口和 Proxy 类；	通过 Java 的内部反射机制实现的	反射机制在生成类的过程中比较高效
Cglib（一个代码生成的类库）	1、以继承的方式动态生成目标类的代理； 2、是通过修改字节码来实现代理的，可以在运行时动态的生成某个类的子类； 3、如果某个类被 final 修饰，是无法使用 Cglib 来做动态代理的；	借助 ASM 实现，ASM 是一种能够操作字节码的框架	ASM 在生成类之后的执行过程中比较高效

掌握 Spring AOP 的原理，需要先看下代理模式：

代理模式就是接口 + 真正实现类 + 代理类组成的，其中真实实现类和代理类都是需要实现接口的，实例化的时候要使用代理类，所以 Spring AOP 需要做的是生成一个代理类来替换掉真实实现类以对外服务。

代理模式参考：https://blog.csdn.net/smartbetter/article/details/70834042

Spring 里的代理模式的实现：

• 真正实现类的逻辑包含在了 getBean() 方法里；
• getBean() 方法返回的实际上是 Proxy 的实例；
• Proxy 实例是 Spring 采用 JDK Proxy 或 Cglib 动态生成的；

getBean() 方法用于查找和实例化容器中的 Bean，这也是为什么 Spring AOP 只能作用于 Spring 容器中 Bean 的原因，对于不是使用 IOC 容器管理的对象，Spring AOP 是无能为力的。