Spring AOP 之编译期织入、装载期织入、运行时织入

      一   前言

               AOP 实现的关键就在于 AOP 框架自动创建的 AOP 代理,AOP 代理则可分为静态代理和动态代理两大类,其中静态代理是指使用 AOP 框架提供的命令进行编译,从而在编译阶段就可生成 AOP 代理类,因此也称为编译时增强;而动态代理则在运行时借助于 JDK 动态代理、CGLIB 等在内存中“临时”生成 AOP 动态代理类,因此也被称为运行时增强

       静态代理分为:编译时织入(特殊编译器实现)、类加载时织入(特殊的类加载器实现)。
       动态代理有  :   jdk动态代理(基于接口来实现)、CGlib(基于类实现)。

          Spring AOP 之编译期织入、装载期织入、运行时织入_第1张图片
     0---aspectj的类加载期织入的实现方式
    Spring AOP 之编译期织入、装载期织入、运行时织入_第2张图片

一 概念理解         

    1     AOP的术语重在理解。

  • Join Point:(连接点) Spring AOP中,join point就是一个方法。(通俗来讲就是起作用的那个方法,具体执行的方法)

  • Pointcut:(切入点)  用来指定join point(通俗来讲就是描述的一组符合某个条件的join point)。通常使用pointcut表达式来限定joint point,Spring默认使用AspectJ pointcut expression language。

  • Advice: 在join point上特定的时刻执行的操作,Advice有几种不同类型,下文将会讨论(通俗地来讲就是起作用的内容和时间点)。

  • Introduction:给对象增加方法或者属性。

  • Target object: Advice起作用的那个对象。

  • AOP proxy: 为实现AOP所生成的代理。在Spring中有两种方式生成代理:JDK代理和CGLIB代理。

  • Aspect: 组合了Pointcut与Advice,在Spring中有时候也称为Advisor。某些资料说Advisor是一种特殊的Aspect,其区别是Advisor只能包含一对pointcut和advice,但是aspect可以包含多对。AOP中的aspect可以类比于OOP中的class。

  • Weaving:将Advice织入join point的这个过程。

2  Advice的类型

  • Before advice:  执行在join point之前的advice,但是它不能阻止joint point的执行流程,除非抛出了一个异常(exception)。

  • After returning advice: 执行在join point这个方法返回之后的advice。

  • After throwing advice: 执行在join point抛出异常之后的advice。

  • After(finally) advice: 执行在join point返回之后或者抛出异常之后的advice,通常用来释放所使用的资源。

  • Around advice: 执行在join point这个方法执行之前与之后的advice。

3 两种代理

Spring AOP是基于代理机制的。上文说到,Spring AOP通过JDK Proxy和CGLIB Proxy两种方法实现代理。

如果target object没有实现任何接口,那么Spring将使用CGLIB来实现代理。CGLIB是一个开源项目,它是一个强大的,高性能,高质量的Code生成类库,它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口。

如果target object实现了一个以上的接口,那么Spring将使用JDK Proxy来实现代理,因为Spring默认使用的就是JDK Proxy,并且JDK Proxy是基于接口的。这也是Spring提倡的面向接口编程。当然,你也可以强制使用CGLIB来进行代理,但是这样可能会造成性能上的下降。

   4  Spring对AOP的支持 

1、如果目标对象实现了接口,默认会采用JDK的动态代理机制实现AOP 
2、 如果目标对象实现了接口,可以强制使用CGLIB实现AOP  
3、 如果目标对象没有实现接口,必须使用CGLIB生成代理,spring会自动在CGLIB和JDK动态代理之间切换  

4.如何强制使用CGLIB生成代理? 

* 添加CGLIB库,SPRING_HOME/lib/cglib/*.jar 

* 在spring的配置文件中加入: 

 
       
       

   5  当使用@AspectJ自动代理时要强制使用CGLIB,

    请将的proxy-target-class属性设置为true:(组合使用)

proxy-target-class="true"/>

    6   JDK代理和CGLIB代理的区别? 

* JDK代理只能对实现了接口的类生成代理,而不能针对类 
* CGLIB是针对类实现代理的,主要对指定的类生成一个子类,并覆盖其中的方法, 
 因为是继承,所以不能使用final来修饰类或方法 
在什么情况下,Spring使用CGLIB做代理?  
1. 在AOP(二)基础上 如果将UserManagerImpl.java修改为如下,则Spring会自动使用CGLIB做动态代理; 
Java代码   收藏代码
  1. package com.wlh.spring;  
  2.   
  3.  //public class UserManagerImpl implements UserManager {  
  4.  public class UserManagerImpl{  
  5.      //目标类不实现接口的情况下,Spring自动使用CGLIB做代理  
  6.     public void addUser(String username, String pwd) {  
  7.       System.out.println("====addUser()=====");  
  8.     }  
  9.   
  10.     public void delUser(int id) {  
  11.          System.out.println("====delUser()=====");  
  12.     }  
  13.   
  14.     public void findUser(int id) {  
  15.          System.out.println("====findUser()=====");  
  16.     }  
  17.   
  18.     public void updateUser(int id, String username, String pwd) {  
  19.          System.out.println("====updateUser()=====");  
  20.     }  
  21.   
  22. }  

2、 如果UserManagerImpl.java类步变,仍然实现了接口UserManager,然后我们在配置文件中,添加一个标签: 
Spring也会使用CGLIB做代理类:
 
 

 

 
 
 
 

expression="execution(* com.wlh.spring.*.add*(..)) || execution(* com.wlh.spring.*.del*(..))" /> 

method="checkSecurity" /> 
 
 

二   通过静态方法实例化一个bean,实例化出来的bean的类型 对应于静态方法的返回类型,这地点不同于普通的bean

   (1) 静态方法 无参数:

   

   (2) 静态方法有一个参数

   
         factory-method="getNamedInstance">
       
 

      这里表示为静态方法参数的值

  (3) 对于(2)实例化出来的bean,再进行属性set

   
         factory-method="getNamedInstance">
       
       
 

 (4). 对一个已经实例化的bean,得到其普通方法返回的对象,参数方式与1完全相同

 
   
 
   
   
 

三  基于XML的spring AOP配置

   AOP(Aspect-Oriented Programming,面向切面编程),可以说是OOP(Object-Oriented Programing,面向对象编程)的补充和完善。OOP引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构,用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候,OOP则显得无能为力。也就是说,OOP允许你定义从上到下的关系,但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中,而与它所散布到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是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切(cross-cutting)代码,在OOP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。

 

     而AOP技术则恰恰相反,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,并将其名为“Aspect”,即切面。所谓“切面”,简单地说,就是将那些与业务无关,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,并有利于未来的可操作性和可维护性。AOP代表的是一个横向的关系,如果说“对象”是一个空心的圆柱体,其中封装的是对象的属性和行为;那么面向切面编程的方法,就仿佛一把利刃,将这些空心圆柱体剖开,以获得其内部的消息。而剖开的切面,也就是所谓的“切面”了。然后它又以巧夺天功的妙手将这些剖开的切面复原,不留痕迹。

      使用“横切”技术,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。横切关注点的一个特点是,他们经常发生在核心关注点的多处,而各处都基本相似。比如权限认证、日志、事务处理。Aop 的作用在于分离系统中的各种关注点,将核心关注点和横切关注点分离开来。正如Avanade公司的高级方案构架师Adam Magee所说,AOP的核心思想就是“将应用程序中的商业逻辑同对其提供支持的通用服务进行分离。”


      实现AOP的技术,主要分为两大类:一是采用动态代理技术,利用截取消息的方式,对该消息进行装饰,以取代原有对象行为的执行;二是采用静态织入的方式,引入特定的语法创建“切面”,从而使得编译器可以在编译期间织入有关“切面”的代码。然而殊途同归,实现AOP的技术特性却是相同的,分别为:

      1、join point(连接点):是程序执行中的一个精确执行点,例如类中的一个方法。它是一个抽象的概念,在实现AOP时,并不需要去定义一个join point。
      2、point cut(切入点):本质上是一个捕获连接点的结构。在AOP中,可以定义一个point cut,来捕获相关方法的调用。

      3、advice(通知):是point cut的执行代码,是执行“切面”的具体逻辑。
      4、aspect(切面):point cut和advice结合起来就是aspect,它类似于OOP中定义的一个类,但它代表的更多是对象间横向的关系。
      5、introduce(引入):为对象引入附加的方法或属性,从而达到修改对象结构的目的。有的AOP工具又将其称为mixin。

      6、AOP代理(AOP Proxy):AOP框架创建的对象,这个对象通常可以作为目标对象的替代品,而AOP代理提供比目标对象更加强大的功能。真实的情形是,当应用调用AOP代理的方法时,AOP代理会在自己的方法中回调目标对象的方法,从而完成应用的调用。关于AOP代理的典型例子就是Spring中的事务代理Bean。通常,目标Bean的方法不是事务性的,而AOP代理包含目标Bean的全部方法,而且这 些方法经过加强变成了事务性方法。简单地说,目标对象是蓝本,AOP代理是目标对象的加强,在目标对象的基础上,增加属性和方法,提供更强大的功能。
目标对象包含一系列切入点。切入点可以触发处理连接点集合。用户可以自己定义切入点,如使用正则表达式。AOP代理包装目标对象,在切入点处加入处理。在切入点加入的处理,使得目标对象的方法功能更强。Spring 默认使用JDK动态代理实现AOP代理,主要用于代理接口。也可以使用CGLIB代理。实现类的代理,而不是接口。如果业务对象没有实现接口,默认使用 CGLIB代理。但面向接口编程是良好的习惯,尽量不要面向具体类编程。因此,业务对象通常应实现一个或多个接口。

      7、目标对象(Target Object):包含一个连接点的对象,也被称为代理对象。

      8、 前置通知(Before advice):在某连接点(JoinPoint)之前执行的通知,但这个通知不能阻止连接点前的执行。ApplicationContext中在里面使用元素进行声明。 

      9、后通知(After advice) :当某连接点退出的时候执行的通知(不论是正常返回还是异常退出)。ApplicationContext中在里面使用元素进行声明。

      10、返回后通知(After return advice) :在某连接点正常完成后执行的通知,不包括抛出异常的情况。ApplicationContext中在里面使用元素进行声明。 

      11、环绕通知(Around advice) :包围一个连接点的通知,类似Web中Servlet规范中的Filter的doFilter方法。可以在方法的调用前后完成自定义的行为,也可以选择不执行。ApplicationContext中在里面使用元素进行声明。

      12、抛出异常后通知(After throwing advice) : 在方法抛出异常退出时执行的通知。 ApplicationContext中在里面使用元素进行声明。

     Spring2.0目前只支持使用方法调用作为连接点(join point)。

     Spring 定义切入点语法:excution(modifiers-pattern?ret-type-pattern declaring-type-pattern ?name-pattern(param-pattern)throws-pattern?)

      除了ret-type-pattern (即返回类型模式)、name-pattern(param-pattern)(名字模式和参数模式)外,其他模式都是可选的。返回类型模式决定了方法的返回类型必须依次匹配一个连接点(即一个方法)。使用最频繁的一个返回类型模式是*,它代表了匹配任意的返回类型。如果写明了返回类型,比如String,那么只能匹配返回String类型的连接点(方法)。名字模式匹配的是方法名。你可以用*通配符表示匹配所有方法名。参数模式中,()表示匹配了不接受任何参数的方法,而(。。)表示匹配任意数量参数的方法。模式(*)表示匹配任意类型参数的方法。模式(*,String)表示匹配:第一个为任意参数类型,第二个必须为String类型的方法。

       modifiers-pattern:方法的操作权限

       ret-type-pattern:返回值

       declaring-type-pattern:方法所在的包

       name-pattern:方法名

        parm-pattern:参数名

       throws-pattern:异常

      下面是定义切入点的例子:

       。任意公共方法的执行:

          excution(public * *(。。))

       。任何一个以set开头的方法执行:

          excution(* set*(。。))

       。AccountService接口的任意方法的执行:

          excution(* com.xyz.service.AccountService.*(。。))

       。定义在service包的任意方法的执行:

          excution(* com.xyz.service.*.*(。。))

       。定义在service包或子包的任意方法的执行:

           excution(* com.xyz.service..*.*(。。))

-----------------------------------------------------华丽的分隔线----------------------------------------------

 

        在Spring配置文件里,所有的切面和通知器都要配置在标签里,一个applicationContext可以包含多个,一个可以包含pointcut、advisor、aspect元素(注意必须是这个顺序)。

        1、声明一个切面

        

             

                   。。。。。

             

        

        

              。。。。。

         

         说明:切面用来声明,backing bean(支持bean)用ref引用。

         2、声明一个切入点

        

              

        

         3、声明一个通知

           Spring2.0通过元素来支持advisors概念,大多数情况下,它将和transaction advice一起使用,格式如下:

          

               

               

          

         

               

                     
                     
                     
                     
                     

               

             

           说明:advisors 执行切入点方法时都要执行advice-ref引用的事务处理

四    与的作用

 

4.1  

      通过配置织入@Aspectj切面

虽然可以通过编程的方式织入切面,但是一般情况下,我们还是使用spring的配置自动完成创建代理织入切面的工作。


通过aop命名空间的声明自动为spring容器中那些配置@aspectJ切面的bean创建代理,织入切面。当然,spring

在内部依旧采用AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator进行自动代理的创建工作,但具体实现的细节已经被隐藏起来了


有一个proxy-target-class属性,默认为false,表示使用jdk动态代理织入增强;


当配为时,表示使用CGLib动态代理技术织入增强;


不过即使proxy-target-class设置为false,如果目标类没有声明接口,则spring将自动使用CGLib动态代理。

 4.2

Spring AOP使用JDK动态代理或者CGLIB来为目标对象创建代理。(建议优先使用JDK的动态代理)

    1  如果被代理的目标对象实现了至少一个接口,则会使用JDK动态代理。所有该目标类型实现的接口都将被代理。 

    2  若该目标对象没有实现任何接口,则创建一个CGLIB代理。

    3  如果你希望强制使用CGLIB代理,(例如:希望代理目标对象的所有方法,而不只是实现自接口的方法) 那也可以。但是需要考虑以下问题: 

  • 无法通知(advise)final方法,因为他们不能被覆写。

  • 代理对象的构造器会被调用两次。因为在CGLIB代理模式下每一个代理对象都会 产生一个子类。每一个代理实例会生成两个对象:实际代理对象和它的一个实现了通知的子类实例 而是用JDK代理时不会出现这样的行为。通常情况下,调用代理类型的构造器两次并不是问题, 因为除了会发生指派外没有任何真正的逻辑被实现。
  • 且CGLib的效率没有使用JDK代理机制高,速度平均要慢8倍左右。
强制使用CGLIB代理需要将的proxy-target-class属性设为true:
1 <aop:config proxy-target-class="true">
2    ...
3 aop:config>

当使用@AspectJ自动代理时要强制使用CGLIB,请将的proxy-target-class属性设置为true:(组合使用)

proxy-target-class="true"/>

五 Spring常用注解,自动扫描装配Bean

spring自动扫描机制

spring2.5为我们引入了组件自动扫描机制,它可以在classPath路径底下寻找标注了@Component、@Service、@Controller、@Repository注解的类,并把这些类纳入进spring容器中管理。它的作用和在xml文件中使用bean节点配置组件是一样的。

也就是要spring自动扫描机制只会查找指定类路径下包含@Component、@Service、@Controller、@Repository这四种注解的类。

要使用自动扫描机制,我们需要打开以下配置信息:

1、引入context命名空间 需要在xml配置文件中配置以下信息: 同上先引入context 命名空间,同时

2、在配置文件中添加context:component-scan标签

 

其中base-package为需要扫描的包(含子包)。

注:

1、在使用组件扫描元素时,AutowiredAnnotationBeanPostProcessorCommonAnnotationBeanPostProcessor会隐式地被包括进来。 也就是说,连个组件都会被自动检测并织入 - 所有这一切都不需要在XML中提供任何bean配置元数据。也就是说如果使用了context:component-scan标签,就可以不需要再引入context:annotation-config标签

还允许定义过滤器将基包下的某些类纳入或排除。Spring支持以下4种类型的过滤方式:
过滤器类型 表达式范例 说明 
注解 org.example.SomeAnnotation 将所有使用SomeAnnotation注解的类过滤出来 
类名指定 org.example.SomeClass 过滤指定的类 
正则表达式 com\.kedacom\.spring\.annotation\.web\..* 通过正则表达式过滤一些类 
AspectJ表达式 org.example..*Service+ 通过AspectJ表达式过滤一些类 

以正则表达式为例,我列举一个应用实例:

Java代码 
 
    
 

        
                
        


值得注意的是配置项不但启用了对类包进行扫描以实施注释驱动Bean定义的功能,同时还启用了注释驱动自动注入的功能(即还隐式地在内部注册了AutowiredAnnotationBeanPostProcessor和CommonAnnotationBeanPostProcessor),因此当使用后,就可以将移除了。


六   常用注解

 

--定义Bean的注解

 

@Controller

@Controller("Bean的名称")

定义控制层Bean,如Action

 

@Service          

@Service("Bean的名称")

定义业务层Bean

 

@Repository   

@Repository("Bean的名称")

定义DAO层Bean

 

@Component  

定义Bean, 不好归类时使用.

 

--自动装配Bean (选用一种注解就可以)

@Autowired  (Srping提供的)

默认按类型匹配,自动装配(Srping提供的),可以写在成员属性上,或写在setter方法上

 

@Autowired(required=true)  

一定要找到匹配的Bean,否则抛异常。 默认值就是true 

 

@Autowired

@Qualifier("bean的名字") 

按名称装配Bean,与@Autowired组合使用,解决按类型匹配找到多个Bean问题。

 

@Resource   JSR-250提供的

默认按名称装配,当找不到名称匹配的bean再按类型装配.

可以写在成员属性上,或写在setter方法上

可以通过@Resource(name="beanName") 指定被注入的bean的名称, 要是未指定name属性, 默认使用成员属性的变量名,一般不用写name属性.

@Resource(name="beanName")指定了name属性,按名称注入但没找到bean, 就不会再按类型装配了.

 

@Inject   是JSR-330提供的

按类型装配,功能比@Autowired少,没有使用的必要。

 

--定义Bean的作用域和生命过程

@Scope("prototype")

值有:singleton,prototype,session,request,session,globalSession

 

@PostConstruct 

相当于init-method,使用在方法上,当Bean初始化时执行。

 

@PreDestroy 

相当于destory-method,使用在方法上,当Bean销毁时执行。

 

--声明式事务

@Transactional

六   配置工厂Bean 

         通常由应用程序直接使用new创建新对象,为了将对象的创建与使用相分离,采用工厂模式,即应用程序将对象的创建与初始化交给工厂来完成。

       一般情况下,应用程序有自己的工厂对象来创建bean,如果将工厂对象交给Springle管理,那么Spring管理的就不是普通的bean,而是工厂Bean。调用getBean()方法,Spring返回的不是直接创建的Bean的实例,而是由工厂创建的Bean实例。


一般在Spring中配置工廠Bean,有3中不同類型的工廠Bean的配置. 

1.静态工厂 創建具體Bean實例的是靜態方法 


import java.util.Random; 
public class Static FactoryBean{ 
public static
Integer createRandom() { 
return new
Integer(new Random().nextInt());
}
} 
    將其納入Spring容器來管理,需要通過factory-method指定静态方法名称,方法必须是static的,才能找到。
 


測試: 
public static void main(String[] args) {
XmlBeanFactory factory = new XmlBeanFactory(new
ClassPathResource("config.xml"));
System.out.println(factory.getBean("random").toString()); 
//StaticFactoryBean sfb =
(StaticFactoryBean)factory.getBean("random");
//System.out.println(sfb.createRandom().toString()); 

//調用getBean()時,返回隨機數.如果沒有指定factory-method,會返回StaticFactoryBean的實例,即返回工廠Bean的實例
} 

2.实例工厂  創建具體Bean實例的是實例,不是靜態方法 

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date; 
public class InstanceFactoryBean { 
private String format = "yy-MM-dd HH:mm:ss"; 
public void setFormat(String format) {
this.format = format;
} public String createTime() {
return new SimpleDateFormat(format).format(new Date());
}
}


 配置文件需要配置兩個bean:第一個Bean和普通的Bean沒有區別,第二個bean定義如何通過工廠Bean獲取Bean, 需要指定工廠Bean的名稱和方法名稱 


     
 
 

測試: 
public static void main(String[] args) {
XmlBeanFactory factory = new XmlBeanFactory(new
ClassPathResource("config.xml"));
System.out.println(factory.getBean("currentTime"));
} 

3.實現FactoryBean接口 

public class PiFactoryBean implements FactoryBean { 
public Object getObject() throws Exception {
return new Double(3.14159265358979);
} public Class getObjectType() {
return Double.class;
} public boolean isSingleton() {
return true;
} } 

實現了FactoryBean接口的Bean,不再被視爲普通的Bean.Spring會自動檢測. 


 測試 
public static void main(String[] args) throws Exception {
XmlBeanFactory factory = new XmlBeanFactory(new
ClassPathResource("config.xml"));
System.out.println(factory.getBean("pi"));//返回PiFactoryBean
的工廠方法getObject返回的Double對象實例
//PiFactoryBean p =
(PiFactoryBean)factory.getBean("&pi");
//加"&"返回工廠Bean的實例.
//System.out.println(p.getObject());
}

参考:
     
      http://log-cd.iteye.com/blog/562056   使用AspectJ LTW(Load Time Weaving)--aop总体理解
      http://blog.csdn.net/hannover100/article/details/7882893
      http://tc.chinawin.net/it/softwaredev/article-24a4f.html
      http://www.cnblogs.com/yangy608/archive/2010/11/14/1876839.html

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