Spring AOP详解面向切面编程思想

1. 什么是 Spring AOP

AOP (Aspect Oriented Programming): 面向切面编程, 它是一种思想, 它是对某一类事情的集中处理.

例如, 在没有学习AOP之前, 之前的判断当前登录状态, 就需要在每一个页面都实现登录校验, 在有了AOP之后, 外面只需在某一处配置以下, 所有的页面就都可以实现登录验证了, 就不需要写太多重复的代码,

Spring AOP, 是一个框架, 提高了一种对 AOP 思想的实现.

2. AOP 的组成

2.1 切面 (Aspect)

切面由切点和通知组成, 它既包含了横切逻辑的定义, 也包括了连接点的定义.

切面是包含了： 通知, 切点和切面的类, 相当于 AOP 实现的某个功能的集合

2.2 切点 (Pointcur)

切点的作用就是提供一组规则 (使用 AspectJ pointcut expression language 来描述) 来匹配 连接点, 给满足规则的 连接点添加 Advice

切点相当于保存了众多连接点的一个集合

2.3 连接点 (Join Point)

应用执行过程中能够插入切面的一个点, 这个点可以是方法的调用时, 抛出异常时, 甚至修改字段时. 切面代码可以利用这些点插入到应用的正常流程之中, 并添加新的行为.

连接点相当于需要被增强的某个 AOP 功能的所有方法.

2.4 通知 (Advice)

定义了切面是什么, 何时使用, 其描述切面要完成的工作, 还解决何时执行这个工作的问题,

Spring切面类中, 可以在方法上使用以下注解, 会设置方法为通知方法, 在满足条件后会通知本方法进行调用.

⽅法进⾏调用：

前置通知使用 @Before：通知方法会在目标方法调用之前执行.

后置通知使用 @After：通知方法会在目标方法返回或者抛出异常后调用.

返回之后通知使用 @AfterReturning：通知方法会在目标方法返回后调用.

抛异常后通知使用 @AfterThrowing：通知方法会在目标方法抛出异常后调用.

环绕通知使用 @Around：通知包裹了被通知的方法, 在被通知的方法通知之前和调用之后执行自定义的行为.

3. Spring AOP 的使用

3.1 添加 AOP 框架

在 pom.xml 中添加依赖

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.boot/springboot-starter-aop -->
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
		</dependency>

3.2 定义切面和切点

@Aspect // 定义切面
@Component
public class UserAspect {
    // 切点 (配置拦截规则)
    @Pointcut("execution(* com.example.demo.controller.UserController.*)")
    public void pointcut() {
        // 这是一个空方法, 不需要有具体的实现
    }
}

切点表达式注意事项

AspectJ 支持三种通配符

• * : 匹配任意字符, 只匹配一个元素 (包, 类, 方法, 方法参数)
• .. : 匹配任意字符,可以匹配多个元素, 在标识类时, 必须联合 * 使用
• + : 表示按类型匹配指定类和所有类, 必须跟在类名后面, 如 com.cad.Car+, 表示继承该类的所有子类包括本身

execution() 是最常用的切点函数

语法为: execution(<修饰符> <返回类型> <包.类.方法(参数)> <异常>) (注意: 修饰符和异常可以省略)

示例:

• execution(* com.cad.demo.User.*(..)) ：匹配 User 类⾥的所有⽅法。
• execution(* com.cad.demo.User+.*(..)) ：匹配该类的⼦类包括该类的所有⽅法。
• execution(* com.cad.*.*(..)) ：匹配 com.cad 包下的所有类的所有⽅法。
• execution(* com.cad..*.*(..)) ：匹配 com.cad 包下、⼦孙包下所有类的所有⽅法。
• execution(* addUser(String, int)) ：匹配 addUser ⽅法，且第⼀个参数类型是 String，第⼆个参数类型是 int。

3.3 定义通知 (五种)

@Aspect // 定义切面
@Component
public class UserAspect {
    // 切点 (配置拦截规则)
    @Pointcut("execution(* com.example.demo.controller.UserController.*(..))")
    public void pointcut() {
        // 这是一个空方法, 不需要有具体的实现
    }
    @Before("pointcut()")
    public void doBefore(){
        System.out.println("执行 Before 方法");
    }
    @After("pointcut()")
    public void doAfter(){
        System.out.println("执行 After 方法");
    }
    @AfterReturning("pointcut()")
    public void doAfterReturning() {
        System.out.println("执行 AfterReturning 方法");
    }
    @AfterThrowing("pointcut()")
    public void doAfterThrowing() {
        System.out.println("执行 AfterThrowing 方法");
    }
    @Around("pointcut()")
    public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
        Object object = null;
        System.out.println("Around 方法开始执行");
        try {
            // 执行拦截方法
            object = joinPoint.proceed();
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Around 方法结束执行");
        return object;
    }
}

正常时

抛出异常时

4. Spring AOP 实现原理

Spring AOP 是构建在动态代理基础上, 因此 Spring 对 AOP 的支持局限于方法级别的拦截.

Spring AOP 是基于动态代理实现的.

动态代理分为两类:

• JDK Proxy(JDK 动态代理机制)
• CGLIB 动态代理

默认情况下, 实现了接口的类, 使用 AOP 会基于 JDK 生成代理类, 没有实现接口的类, 会基于 CGLIB 生成代理类

4.1 织入 (Weaving)

代理的生成时机

织⼊是把切面应用到目标对象并创建新的代理对象的过程，切面在指定的连接点被织⼊到目标对象中。

在目标对象的⽣命周期里有多个点可以进⾏织入：

• 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。
• 类加载器：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）,它可以在目标类被引入应用之前增强该目标类的字节码。AspectJ5的加载时织入（load-time weaving. LTW）就支持以这种方式织入切面。
• 运行期：切面在应用运行的某⼀时刻被织入。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 就是以这种方式织入切面的

4.2 JDK 和 CGLIB 实现的区别

• JDK 实现要求被代理类必须实现接口, 之后是通过 InvocationHandler 及 Proxy, 在运行时动态的在内存中生成了代理类对象, 该代理对象是通过实现同样的接口实现 (类似静态代理接口实现的方式), 只是该代理类是在运行期时,动态的织入统一的业务逻辑字节码来完成.
• CGLIB 实现, 被代理类可以不实现接口, 是通过继承被代理类, 在运行时动态的生成代理类对象.

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