当前位置: 首页 > article >正文

从新手到高手:Spring AOP的进阶指南

目录

一、AOP简介

        1.1  AOP入门案例

        1.2 AOP 优点

二、核心概念

        2.1 切面(Aspect)

        2.2 切点(PointCut)

       2.3 通知(Advice)

        2.4 织入(Weaving)

三、AOP 原理

   3.1 CGLIB 与 JDK动态代理对比

        3.2 切面优先级

四、总结


一、AOP简介

        AOP(Aspect-Oriented Programming) 面向切面编程,是一种编程范式,通过预编译和运行期间动态代理实现程序功能统一维护的一种技术。下面通过一个简单的案例来了解下AOP如何使用。

        1.1  AOP入门案例

        假如有这么一个需求,需要你来统计方法的执行时长,这也是性能检测的常用手段。如果不使用 AOP 的话,你大概率会这样做。

public void methodA() {
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    // 业务代码 
    long endTime = System.currentTimeMillis();
    // 计算代码执行时长 endTime - startTime   
}

        这样做当然没有错,但是如果有很多方法需要你去统计呢,每个方法内都需要有相同的代码,看起来很麻烦。AOP 出现后在很大程度上缓解了这种臃肿的代码,只需要一个注解就可以搞定。

        首先需要添加依赖:

         <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
        </dependency>
// 统计方法执行时长的注解
@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface ExecutionTimeStatistic {
    
}

@Slf4j
@Aspect
@Component
public class ExecutionTimeAspect {

    @Pointcut("@annotation(com.***.ExecutionTimeStatistic)")
    public void pointCut() {

    }

    @Around("pointCut()")
    public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        Object obj = null;
        try {
            ExecutionTimeStatistic executionTime = getExecutionTime(joinPoint);
            if (Objects.isNull(executionTime)) {
                return joinPoint.proceed();
            }
            // 获取方法名
            String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
            // 获取类名
            String className = joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName();

            StopWatch stopWatch = new StopWatch("methodName");
            stopWatch.start();
            obj = joinPoint.proceed();
            stopWatch.stop();
            log.info("执行方法耗时统计, 执行方法为:{}#{}, 耗时:{}", className, methodName, stopWatch.getTotalTimeMillis() + "ms");
        } catch (Throwable throwable) {
            log.warn("统计方法执行耗时异常", throwable);
            throw throwable;
        }
        return obj;
    }

    private static ExecutionTimeStatistic getExecutionTime(JoinPoint joinPoint) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) signature;
        Method method = methodSignature.getMethod();
        if (method != null) {
            return method.getAnnotation(ExecutionTimeStatistic.class);
        }
        return null;
    }

}

        如果需要统计某一个方法的执行时长,只需要在方法上加上 @ExecutionTimeStatistic 注解即可,是不是很简单呢?

        通过这个案例就凸显出 AOP 的几个优点。

        1.2 AOP 优点

        为什么需要 AOP,它有什么优点呢?

  1. 减少代码重复:在传统 OOP 中,横切关注点(如日志记录、性能统计、安全控制等)通常会在多个类中重复出现。AOP 出现后可以将这些关注点模块化为切面,避免重复代码,提高代码可维护性。
  2. 提高模块化:AOP 将模块化的代码抽取出来,业务逻辑更加干净简介。
  3. 易于维护和扩展:修改一个横切关注点只需要再一个地方修改即可,简单便捷。如果有新功能的话,新扩展横切面就好,无需修改原有业务代码。
  4. 提高代码可读性:通过将横切关注点分离出来,主业务逻辑变得更加清晰,提高了代码的可读性。

        总之,AOP通过提供一种新的方式来组织代码,使得程序结构更加清晰、易于维护,并且能够更好地适应变化。

二、核心概念

        下面介绍下 AOP 的核心概念,通过对这些概念的理解有助于设计出更好的切面程序。

        2.1 切面(Aspect)

        切面是 AOP 中的关键概念,它代表了一个横切关注点的模块化实现。一个切面通常包含了多个通知(advice),这些通知会在特定的连接点(join point)上执行。切面可以用来封装那些分散在整个应用程序中的公共行为,如日志记录、事务管理、权限检查等。如下图:

        切面的定义如下:

// 切面定义
@Aspect
@Component
public class ExecutionTimeAspect {

}

        2.2 切点(PointCut)

        切入点(Pointcut)定义了通知应该在哪些连接点上执行。它是通过一个表达式来定义的,该表达式指定了哪些连接点满足条件。切入点可以使用Spring AOP的表达式语言来定义。

        切点定义如下:

@Pointcut("@annotation(com.***.ExecutionTimeStatistic)")
public void pointCut() {

}

       2.3 通知(Advice)

        通知是在切面中的一个动作,它定义了在特定的连接点上要执行的行为,Spring AOP 支持多种类型的通知。

通知类型描述
@Before用于定义前置通知,相当于BeforeAdvice,在连接点之前执行的通知
@AfterReturning用于定义后置通知,在连接点成功执行之后通知
@Around用于定义环绕通知,在连接点之前和之后执行的通知,可以控制连接点是否执行
@AfterThrowing用于定义异常通知来处理程序中未处理的异常,在连接点抛出异常之后执行的通知。程序正常执行时不会通知
@After用于定义最终通知,无论连接点是否最终执行都会通知

        总结来说,Spring AOP中注解的执行顺序是  @Before-> @Around(开始部分) -> 目标方法执行 -> @Around(结束部分) -> @AfterReturning(如果成功)或 @AfterThrowing(如果异常) -> @After。

        2.4 织入(Weaving)

        织入指的是将切面(Aspect)和通知(Advice)插入到应用程序的目标对象的方法执行的流程中。简单来说,就是将切面中的横切关注点与应用程序的主要业务逻辑进行整合。

        织入可以再不同的时机发生,主要有三种类型:

  • 编译时织入:在编译阶段,AOP 代理会直接修改源代码或字节码,将切面的代码织入到目标类方法中。这种方式的优点是在编译期就完成了织入,避免了运行时的额外开销,但是需要专门的工具来支持。
  • 加载时织入:在类加载到 JVM 时织入,使用 Agent  技术可以再类加载时修改字节码。
  • 运行时织入:在应用程序运行时动态的创建代理对象,并将切面织入到代理对象中,Spring 就是采用的这种方式,缺点是在运行期会有一定的开销。

        下面来看下 Spring AOP 的实现原理。

三、AOP 原理

        上面讲了织入的方式,Spring AOP 默认的织入方式是运行时织入的,那它是如何实现的呢?

        AOP 的原理是基于动态代理技术实现的,Spring AOP 默认使用动态代理来实现切面(Aspect)中的通知(Advice)在目标对象的方法调用前后插入的功能。

        动态代理是运行时动态创建代理对象的一种技术,Spring 支持两种动态代理技术。

        JDK 动态代理:当目标对象实现了至少一个接口时,Spring 使用 JDK 动态代理技术来创建代理对象。JDK 动态代理是通过 java.lang.reflect.Proxy 类和 InvocationHandler 接口实现的。

        CGLIB 动态代理:当目标对象没有实现任何接口时,Spring 使用 CGLIB(Code Generation Library)来创建代理,CGLIB 是一个代码生成库,它可以动态生成类的子类。

        Spring AOP 会根据目标对象是否实现了接口来决定使用哪种类型的代理:如果目标对象实现了接口,则使用 JDK 动态代理;如果目标对象没有实现接口,则使用 CGLIB 代理。

        不过在编程中可以指定使用哪种代理方式,在 SpringBoot 启动类上添加 @EnableAspectJAutoProxy 注解并设置 proxyTargetClass 属性来控制代理类型:

@EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true) // 强制使用 CGLIB 代理

   3.1 CGLIB 与 JDK动态代理对比

            CGLIB 和 JDK 动态代理是两种常见的动态代理技术,它们各有特点和适用场景。

  1. 适用场景:JDK动态代理适用于实现了接口的的对象,不需要依赖第三方库,比较简单。CGLIB 适用于任何类,包括没有实现接口的类和final类,需要依赖 CGLIB 库。
  2. 性能对比
    1. 初始化时 JDK 动态代理不需要生成额外的字节码,因此性能较好。
    2. 方法运行时,每次方法调用时,JDK 动态代理都需要通过 InvocationHandler 接口来处理,这可能会引入一定的性能开销。CGLIB 代理通过生成子类的方式实现了方法拦截,因此在方法调用时性能较高。
    3. 内存开销:由于 JDK 动态代理不需要生成额外的字节码,因此内存消耗相对较低。CGLIB 代理生成子类时会增加内存消耗,特别是在大规模应用中,可能会导致内存增加。

        总结,对于少量方法调用时,JDK 动态代理在性能上可能优于 CGLIB 代理。对于大量方法调用时,CGLIB 代理在性能上通常优于 JDK 动态代理。

        3.2 切面优先级

        有时在一个方法上可能会使用多个切面,那执行时这些切面的顺序如何确定呢?可以通过 @Order 注解来制定切面的顺序来执行。

四、总结

        Spring AOP 提供了一种优雅的方式来处理横切关注点,如日志记录、性能监控、安全性检查、事务管理和数据校验等。通过使用AOP,可以将这些关注点从业务逻辑中分离出来,提高代码的可维护性和可读性。在实际项目中,根据具体需求选择合适的AOP实现方式,可以显著提高开发效率和系统的可靠性。

往期经典推荐

从手动到智能: 动态线程池讲解_动态线程池技术-CSDN博客

一文掌握Java动态代理的奥秘与应用场景_java动态代理使用场景-CSDN博客

Sentinel与Nacos强强联合,构建微服务稳定性基石的重要实践_sentinel nacos-CSDN博客

TiDB高手进阶:揭秘自增ID热点现象与高级调优技巧_tidb 自增id-CSDN博客

SpringBoot项目并发处理大揭秘,你知道它到底能应对多少请求洪峰?_一个springboot能支持多少并发-CSDN博客


http://www.kler.cn/news/356496.html

相关文章:

  • 安防综合管理系统EasyCVR视频汇聚平台Linux环境下如何测试UDP端口是否正常开启?
  • 打印机出现线条和残影情况的主要原因和解决办法
  • 项目管理APP推荐_功能对比与用户评价
  • An.如何在an中截取音频片段
  • .Net自动更新程序GeneralUpdate,适用于wpf,winfrom,控制台应用
  • C++ 算法学习——1.3 双向深度优先搜索
  • 将一个单向链表插入到一个循环链表尾部
  • vue element upload取消上传后终止请求
  • 滑铁卢大学大模型公开课资料来了,大模型入门到精通,非常详细收藏我这一篇就够了
  • OpenCV之换脸技术:一场面部识别的奇妙之旅
  • PHP 函数 func_num_args() 的作用
  • spring boot 集成 dynamic-datasource-spring-boot-starter
  • 如何通过AI情侣头像项目日入1000+:详细教程揭秘
  • 推荐?还是踩雷?3款中英互译软件大盘点,你真的选对了吗?
  • 时装购物|基于springBoot的时装购物系统设计与实现(附项目源码+论文+数据库)
  • 【计网笔记】数据链路层
  • Java实现简单的5阶m序列密钥生成
  • 《Linux服务与安全管理》| 磁盘与文件系统管理
  • linux jdk环境变量变量新配置方式
  • 哔​哩​哔​哩​一​面