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一篇文章讲清楚什么是Spring AOP

article 2024/11/13 16:53:18

目录

1、什么是代理？

1.1静态代理

1.2动态代理

2、什么是AOP？

3、AOP术语名词介绍

4、Spring AOP框架使用教程

5、Spring AOP框架细节讲解

1、什么是代理？

在讲解AOP之前，我们要先了解下什么是代理。

代理是二十四种设计模式中的一种，属于结构型模式。它的作用就是通过提供一个代理类（中介类），让我们在调用目标方法的时候，不再是直接对目标方法进行调用，而是通过代理类（中介类）间接调用。让不属于目标方法核心逻辑的代码从目标方法中剥离出来——解耦。调用目标方法时先调用代理对象的方法，减少对目标方法的调用和打扰，同时让附加功能能够集中在一起也有利于统一维护。简单来说，代理就是替我们去完成一些非核心的功能，降低代码耦合度

举个例子：

1、广告商找明星代言广告需要经过经纪人，经纪人就是代理

2、房产中介是买卖双方的代理

代理在开发中实现的方式具体有两种：静态代理，动态代理

1.1静态代理

静态代理是在编译时由程序员手动创建或使用工具生成代理类。代理类在编译时就已经确定，代理类（中介类）和目标类（被代理的类）都实现相同的接口。

这里的接口就是定义目标对象和代理对象的共同方法。

/**
 *       + - * / 运算的标准接口!
 */
public interface Calculator {
    
    int add(int i, int j);
    
    int sub(int i, int j);
    
    int mul(int i, int j);
    
    int div(int i, int j);
    
}

下面是普通实现类



/**
 * 实现计算接口,单纯添加 + - * / 实现! 掺杂其他功能!
 */
public class CalculatorPureImpl implements Calculator {
    
    @Override
    public int add(int i, int j) {
    
        int result = i + j;
    
        return result;
    }
    
    @Override
    public int sub(int i, int j) {
    
        int result = i - j;
    
        return result;
    }
    
    @Override
    public int mul(int i, int j) {
    
        int result = i * j;
    
        return result;
    }
    
    @Override
    public int div(int i, int j) {
    
        int result = i / j;
    
        return result;
    }
}

下面是静态代理

public class CalculatorStaticProxy implements Calculator {
    
    // 将被代理的目标对象声明为成员变量
    private Calculator target;
    
    public CalculatorStaticProxy(Calculator target) {
        this.target = target;
    }
    
    @Override
    public int add(int i, int j) {
    
        // 附加功能由代理类中的代理方法来实现
        System.out.println("参数是：" + i + "," + j);
    
        // 通过目标对象来实现核心业务逻辑
        int addResult = target.add(i, j);
    
        System.out.println("方法内部 result = " + result);
    
        return addResult;
    }
    ……

静态代理确实实现了解耦，但是由于代码都写死了，完全不具备任何的灵活性。就拿日志功能来说，将来其他地方也需要附加日志，那还得再声明更多个静态代理类，那就产生了大量重复的代码，日志功能还是分散的，没有统一管理。

1.2动态代理

将日志功能集中到一个代理类中，将来有任何日志需求，都通过这一个代理类来实现。这就需要使用动态代理技术了。

动态代理技术分为两类

DK动态代理：JDK原生的实现方式，需要被代理的目标类必须实现接口！他会根据目标类的接口动态生成一个代理对象！代理对象和目标对象有相同的接口！（找兄弟）

cglib：通过继承被代理的目标类实现代理，所以不需要目标类实现接口！（找爹爹）

代理工程：基于jdk代理技术，生成代理对象

public class ProxyFactory {

    private Object target;

    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }

    public Object getProxy(){

        /**
         * newProxyInstance()：创建一个代理实例
         * 其中有三个参数：
         * 1、classLoader：加载动态生成的代理类的类加载器
         * 2、interfaces：目标对象实现的所有接口的class对象所组成的数组
         * 3、invocationHandler：设置代理对象实现目标对象方法的过程，即代理类中如何重写接口中的抽象方法
         */
        ClassLoader classLoader = target.getClass().getClassLoader();
        Class<?>[] interfaces = target.getClass().getInterfaces();
        InvocationHandler invocationHandler = new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                /**
                 * proxy：代理对象
                 * method：代理对象需要实现的方法，即其中需要重写的方法
                 * args：method所对应方法的参数
                 */
                Object result = null;
                try {
                    System.out.println("[动态代理][日志] "+method.getName()+"，参数："+ Arrays.toString(args));
                    result = method.invoke(target, args);
                    System.out.println("[动态代理][日志] "+method.getName()+"，结果："+ result);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                    System.out.println("[动态代理][日志] "+method.getName()+"，异常："+e.getMessage());
                } finally {
                    System.out.println("[动态代理][日志] "+method.getName()+"，方法执行完毕");
                }
                return result;
            }
        };

        return Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, invocationHandler);
    }
}

测试代码：

@Test
public void testDynamicProxy(){
    ProxyFactory factory = new ProxyFactory(new CalculatorLogImpl());
    Calculator proxy = (Calculator) factory.getProxy();
    proxy.div(1,0);
    //proxy.div(1,1);
}

2、什么是AOP？

AOP：Aspect Oriented Programming面向切面编程

AOP可以说是OOP（Object Oriented Programming，面向对象编程）的补充和完善。面向对象编程引入封装、继承、多态等概念来建立一种对象层次结构，用于模拟公共行为的一个集合。不过面向对象编程允许开发者定义纵向的关系，但并不适合定义横向的关系，例如日志功能。日志代码往往横向地散布在所有对象层次中，而与它对应的对象的核心功能毫无关系对于其他类型的代码，如安全性、异常处理和透明的持续性也都是如此，这种散布在各处的无关的代码被称为横切（cross cutting），在面向对象设计中，它导致了大量代码的重复，而不利于各个模块的重用

AOP面向切面技术恰恰相反，它利用一种称为"横切"的技术，剖解开封装的对象内部，并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块，并将其命名为"Aspect"，即切面。所谓"切面"，简单说就是那些与业务无关，却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来，便于减少系统的重复代码，降低模块之间的耦合度，并有利于未来的可操作性和可维护性。

使用AOP，可以在不修改原来代码的基础上添加新功能。

AOP主要应用场景

  • 日志记录：在系统中记录日志是非常重要的，可以使用AOP来实现日志记录的功能，可以在方法执行前、执行后或异常抛出时记录日志。
  • 事务处理：在数据库操作中使用事务可以保证数据的一致性，可以使用AOP来实现事务处理的功能，可以在方法开始前开启事务，在方法执行完毕后提交或回滚事务。
  • 安全控制：在系统中包含某些需要安全控制的操作，如登录、修改密码、授权等，可以使用AOP来实现安全控制的功能。可以在方法执行前进行权限判断，如果用户没有权限，则抛出异常或转向到错误页面，以防止未经授权的访问。
  • 性能监控：在系统运行过程中，有时需要对某些方法的性能进行监控，以找到系统的瓶颈并进行优化。可以使用AOP来实现性能监控的功能，可以在方法执行前记录时间戳，在方法执行完毕后计算方法执行时间并输出到日志中。
  • 异常处理：系统中可能出现各种异常情况，如空指针异常、数据库连接异常等，可以使用AOP来实现异常处理的功能，在方法执行过程中，如果出现异常，则进行异常处理（如记录日志、发送邮件等）。
  • 动态代理：AOP的实现方式之一是通过动态代理，可以代理某个类的所有方法，用于实现各种功能

3、AOP术语名词介绍

1-横切关注点：AOP把软件系统分为两个部分：核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点，与之关系不大的部分是横切关注点。横切关注点是那些影响应用程序多个模块的功能或行为，如日志记录、安全性、事务管理等。传统的面向对象编程难以有效地处理这些横切关注点，导致代码的重复和分散。通过面向切面编程（AOP），可以将横切关注点模块化，减少代码冗余，提高代码的清晰度和可维护性。Spring AOP 提供了一种强大而灵活的方式来实现横切关注点，使得应用程序的开发和维护更加高效

2-通知(增强)：每一个横切关注点上要做的事情都需要写一个方法来实现，这样的方法就叫通知方法。

  • 前置通知：在被代理的目标方法前执行
  • 返回通知：在被代理的目标方法成功结束后执行
  • 异常通知：在被代理的目标方法异常结束后执行
  • 后置通知：在被代理的目标方法最终结束后执行
  • 环绕通知：使用try...catch...finally结构围绕整个被代理的目标方法，包括上面四种通知对应的所有位置

3-连接点 joinpoint：：程序执行过程中可以插入切面的点，例如方法调用、异常抛出等。
4-切入点 pointcut：定位连接点的方式，或者可以理解成被选中的连接点！是一个表达式，比如execution(* com.spring.service.impl..(..))。符合条件的每个方法都是一个具体的连接点。

5-切面 aspect：横切关注点的模块化实现，可以理解为切入点和通知的结合，是一个类

6-目标 target：被代理的目标对象。（可以理解为明星）

7-代理 proxy：向目标对象通知（增强）之后创建的代理对象

8-织入 weave：指把通知应用到目标上，生成代理对象的过程。可以在编译期织入，也可以在运行期织入，Spring采用后者。

4、Spring AOP框架使用教程

AOP一种区别于面向对象的编程思维，用来完善和解决面向对象的非核心代码冗余和不方便统一维护问题！

代理技术（动态代理|静态代理）是实现AOP思维编程的具体技术，但是自己使用动态代理实现代码比较繁琐！

Spring AOP框架，基于AOP编程思维，封装动态代理技术，简化动态代理技术实现的框架！SpringAOP内部帮助我们实现动态代理，我们只需写少量的配置，指定生效范围即可,即可完成面向切面思维编程的实现！

Spring AOP底层技术组成

动态代理（InvocationHandler）：JDK原生的实现方式，需要被代理的目标类必须实现接口。因为这个技术要求代理对象和目标对象实现同样的接口（找兄弟）

cglib：通过继承被代理的目标类（找爹爹）实现代理，所以不需要目标类实现接口

AspectJ：早期的AOP实现的框架，SpringAOP借用了AspectJ中的AOP注解。

初步实现Sping AOP框架

第一步：加入依赖

<!-- spring-aspects会帮我们传递过来aspectjweaver -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-aop</artifactId>
    <version>6.0.6</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-aspects</artifactId>
    <version>6.0.6</version>
</dependency>

第二步：准备接口

public interface Calculator {
    
    int add(int i, int j);
    
    int sub(int i, int j);
    
    int mul(int i, int j);
    
    int div(int i, int j);
    
}

第三步：简单实现接口


/**
 * 实现计算接口,单纯添加 + - * / 实现! 掺杂其他功能!
 */
@Component
public class CalculatorPureImpl implements Calculator {
    
    @Override
    public int add(int i, int j) {
    
        int result = i + j;
    
        return result;
    }
    
    @Override
    public int sub(int i, int j) {
    
        int result = i - j;
    
        return result;
    }
    
    @Override
    public int mul(int i, int j) {
    
        int result = i * j;
    
        return result;
    }
    
    @Override
    public int div(int i, int j) {
    
        int result = i / j;
    
        return result;
    }
}

第四步：声明切面类


import org.aspectj.lang.annotation.*;
import org.springframework.stereotype.Component;

// @Aspect表示这个类是一个切面类
@Aspect
// @Component注解保证这个切面类能够放入IOC容器
@Component
public class LogAspect {
        
    // @Before注解：声明当前方法是前置通知方法
    // value属性：指定切入点表达式，由切入点表达式控制当前通知方法要作用在哪一个目标方法上
    @Before(value = "execution(public int com.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))")
    public void printLogBeforeCore() {
        System.out.println("[AOP前置通知] 方法开始了");
    }
    
    @AfterReturning(value = "execution(public int com.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))")
    public void printLogAfterSuccess() {
        System.out.println("[AOP返回通知] 方法成功返回了");
    }
    
    @AfterThrowing(value = "execution(public int com.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))")
    public void printLogAfterException() {
        System.out.println("[AOP异常通知] 方法抛异常了");
    }
    
    @After(value = "execution(public int com.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))")
    public void printLogFinallyEnd() {
        System.out.println("[AOP后置通知] 方法最终结束了");
    }
    
}

第五步：开启aspectj注解支持

可以用xml方式

<?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 https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd http://www.springframework.org/schema/aop https://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">

    <!-- 进行包扫描-->
    <context:component-scan base-package="com.xxx" />
    <!-- 开启aspectj框架注解支持-->
    <aop:aspectj-autoproxy />
</beans>

或者配置类方式

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "com.xxx")
//作用等于 <aop:aspectj-autoproxy /> 配置类上开启 Aspectj注解支持!
@EnableAspectJAutoProxy
public class MyConfig {
}

第六步：测试

//@SpringJUnitConfig(locations = "classpath:spring-aop.xml")
@SpringJUnitConfig(value = {MyConfig.class})
public class AopTest {

    @Autowired
    private Calculator calculator;

    @Test
    public void testCalculator(){
        calculator.add(1,1);
    }
}

成功输出


[AOP前置通知] 方法开始了
[AOP返回通知] 方法成功返回了
[AOP后置通知] 方法最终结束了

5、Spring AOP框架细节讲解

上面的案例中，有一些细节需要我们注意的

第一种：获取通知细节

JointPoint接口

需要获取方法签名、传入的实参等信息时，可以在通知方法声明JoinPoint类型的形参。

要点1：JoinPoint 接口通过 getSignature() 方法获取目标方法的签名

要点2：通过目标方法签名对象获取方法名

要点3：通过 JoinPoint 对象获取外界调用目标方法时传入的实参列表组成的数组、

// @Before注解标记前置通知方法
// value属性：切入点表达式，告诉Spring当前通知方法要套用到哪个目标方法上
// 在前置通知方法形参位置声明一个JoinPoint类型的参数，Spring就会将这个对象传入
// 根据JoinPoint对象就可以获取目标方法名称、实际参数列表
@Before(value = "execution(public int com.xxx.aop.api.Calculator.add(int,int))")
public void printLogBeforeCore(JoinPoint joinPoint) {
    
    // 1.通过JoinPoint对象获取目标方法签名对象
    // 方法的签名：一个方法的全部声明信息
    Signature signature = joinPoint.getSignature();
    
    // 2.通过方法的签名对象获取目标方法的详细信息
    String methodName = signature.getName();
    System.out.println("methodName = " + methodName);
    
    int modifiers = signature.getModifiers();
    System.out.println("modifiers = " + modifiers);
    
    String declaringTypeName = signature.getDeclaringTypeName();
    System.out.println("declaringTypeName = " + declaringTypeName);
    
    // 3.通过JoinPoint对象获取外界调用目标方法时传入的实参列表
    Object[] args = joinPoint.getArgs();
    
    // 4.由于数组直接打印看不到具体数据，所以转换为List集合
    List<Object> argList = Arrays.asList(args);
    
    System.out.println("[AOP前置通知] " + methodName + "方法开始了，参数列表：" + argList);
}

方法返回值：在返回通知中，通过@AfterReturning注解的returning属性获取目标方法的返回值！

// @AfterReturning注解标记返回通知方法
// 在返回通知中获取目标方法返回值分两步：
// 第一步：在@AfterReturning注解中通过returning属性设置一个名称
// 第二步：使用returning属性设置的名称在通知方法中声明一个对应的形参
@AfterReturning(
        value = "execution(public int com.xxx.aop.api.Calculator.add(int,int))",
        returning = "targetMethodReturnValue"
)
public void printLogAfterCoreSuccess(JoinPoint joinPoint, Object targetMethodReturnValue) {
    
    String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
    
    System.out.println("[AOP返回通知] "+methodName+"方法成功结束了，返回值是：" + targetMethodReturnValue);
}

异常对象捕捉：在异常通知中，通过@AfterThrowing注解的throwing属性获取目标方法抛出的异常对象

// @AfterThrowing注解标记异常通知方法
// 在异常通知中获取目标方法抛出的异常分两步：
// 第一步：在@AfterThrowing注解中声明一个throwing属性设定形参名称
// 第二步：使用throwing属性指定的名称在通知方法声明形参，Spring会将目标方法抛出的异常对象从这里传给我们
@AfterThrowing(
        value = "execution(public int com.xxx.aop.api.Calculator.add(int,int))",
        throwing = "targetMethodException"
)
public void printLogAfterCoreException(JoinPoint joinPoint, Throwable targetMethodException) {
    
    String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
    
    System.out.println("[AOP异常通知] "+methodName+"方法抛异常了，异常类型是：" + targetMethodException.getClass().getName());
}

第二种：切点表达式语法

AOP切点表达式（Pointcut Expression）是一种用于指定切点的语言，它可以通过定义匹配规则，来选择需要被切入的目标对象。

execution(public int swift.service.impl.CalculatorPureImpl.add(int,int))

第一位：execution( ) 固定开头

第二位：方法访问修饰符

第三位：方法返回值

第四位：指定包的地址

第五位：指定类名称

第六位：指定方法名称

第七位：方法参数

第三种：提取切点表达式

​
 // @Before注解：声明当前方法是前置通知方法
// value属性：指定切入点表达式，由切入点表达式控制当前通知方法要作用在哪一个目标方法上
@Before(value = "execution(public int com.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))")
public void printLogBeforeCore() {
    System.out.println("[AOP前置通知] 方法开始了");
}

@AfterReturning(value = "execution(public int com.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))")
public void printLogAfterSuccess() {
    System.out.println("[AOP返回通知] 方法成功返回了");
}

@AfterThrowing(value = "execution(public int com.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))")
public void printLogAfterException() {
    System.out.println("[AOP异常通知] 方法抛异常了");
}

@After(value = "execution(public int com.proxy.CalculatorPureImpl.add(int,int))")
public void printLogFinallyEnd() {
    System.out.println("[AOP后置通知] 方法最终结束了");
}

​

上面案例，是我们之前编写切点表达式的方式，发现， 所有增强方法的切点表达式相同！

出现了冗余，如果需要切换也不方便统一维护！

我们可以将切点提取，在增强上进行引用即可

同一类内部引用

提取

// 切入点表达式重用
@Pointcut("execution(public int com.aop.api.Calculator.add(int,int)))")
public void declarPointCut() {}

注意：提取切点注解使用@Pointcut(切点表达式) ， 需要添加到一个无参数无返回值方法上即可！

引用：

@Before(value = "declarPointCut()")
public void printLogBeforeCoreOperation(JoinPoint joinPoint) {

不同类中引用：不同类在引用切点，只需要添加类的全限定符+方法名即可

@Before(value = "com.spring.aop.aspect.LogAspect.declarPointCut()")
public Object roundAdvice(ProceedingJoinPoint joinPoint) {

切点统一管理

建议：将切点表达式统一存储到一个类中进行集中管理和维护！

@Component
public class XXXPointCut {
    
    @Pointcut(value = "execution(public int *..Calculator.sub(int,int))")
    public void xxxGlobalPointCut(){}
    
    @Pointcut(value = "execution(public int *..Calculator.add(int,int))")
    public void xxxSecondPointCut(){}
    
    @Pointcut(value = "execution(* *..*Service.*(..))")
    public void transactionPointCut(){}
}

http://www.kler.cn/a/290169.html

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