AOP 你看这一篇就够了

网上很多人在介绍AOP时都这样说：面向切面编程，通过预编译方式和运行期动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。个人认为这句话是错误。AOP和OOP一样，是一种程序设计思想，而非技术手段。

程序设计有六大原则，其中第一原则就是单一职责原则。意思就是一个类只负责一件事情。这与OOP的封装特性相得益彰。在这个条件下，我们的程序会被分散到不同的类、不同的方法中去。这样做的好处是降低了类的复杂性，提高了程序的可维护性。但是同时，它也使代码变得啰嗦了。例如，我们要为方法添加调用日志，那就必须为所有类的所有方法添加日志调用，尽管它们都是相同的。为了解决上述问题，AOP应运而生了。

AOP旨在将横切关注点与业务主体进行分类，从而提高程序代码的模块化程度。横切关注点是一个抽象的概念，它是指那些在项目中贯穿多个模块的业务。上个例子中日志功能就是一个典型的横切关注点。

AOP的几种实现方式

动态代理

动态代理是一种设计模式。它有以下特征：

我们不需要自己写代理类。

运行期通过接口直接生成代理对象。

运行期间才确定代理哪个对象。

以下面这个例子为例，我们看一下动态代理的类图结构。

通常我们的APP都有一部分功能要求用户登录之后才能访问。如修改密码、修改用户名等功能。当用户打算使用这些功能时，我们一般要对用户的登录状态进行判断，只有用户登录了，才能正常使用这些功能。而如果用户未登录，我们的APP要跳转到登录页。就以修改密码为例我们看一下动态代理的类图。

InvocationHandler是Java JDK提供的动态代理的入口，用来对被代理对象的方法做处理。

代码如下：

public static class LoginCheckHandler implements InvocationHandler { private static T proxy(Ssource, Class tClass) {return(T) Proxy.newProxyInstance(Main.class.getClassLoader(), new Class[]{tClass}, new LoginCheckHandler(source)); }  private Object mSource; LoginCheckHandler(Objectsource) { this.mSource =source; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {if(!checkLogin()){ jumpToLoginActivity();returnnull; }returnmethod.invoke(mSource, args); } private booleancheckLogin(){ System.out.println("用户未登录");returnfalse; } private voidjumpToLoginActivity(){ System.out.println("跳转到登录页"); } } public class Client {  public static void main(String[] args) { IUserSettingsource= new UserSetting(); IUserSetting iUserSetting = LoginCheckHandler.proxy(source,IUserSetting.class); iUserSetting.changePwd("new Password"); } }

经过这样封装之后，检查登录跳转登录页的逻辑作为横切关注点就和业务主体进行了分离。当有新的需求需要登录检查时，我们只需要通过LoginCheckHandler生成新的代理对象即可。

APT

APT(Annotation Processing Tool)是一种编译期注解处理技术。它通过定义注解和处理器来实现编译期生成代码的功能，并且将生成的代码和源代码一起编译成.class文件。通过APT技术，我们将横切关注点封装到注解处理器中，从而实现横切关注点与业务主体的分离。更详细的介绍请移步

Android编译期插桩，让程序自己写代码(一)

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AspectJ

AspectJ就是一种编译器，它在Java编译器的基础上增加了关键字识别和编译方法。因此，AspectJ可以编译Java代码。它还提供了Aspect程序。在编译期间，将开发者编写的Aspect程序织入到目标程序中，扩展目标程序的功能。开发者通过编写AspectJ程序实现AOP功能。更详细的介绍请移步

Android编译期插桩，让程序自己写代码(二)

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Transform + Javassist/ASM

Transform是Android Gradle提供的，可以操作字节码的一种方式。App编译时，源代码首先会被编译成class，然后再被编译成dex。在class编译成dex的过程中，会经过一系列 Transform 处理。Javassist/ASM是一个能够非常方便操作字节码的库。我们通过它们可以修改编译的.class文件。

横切关注点

影响应用多处的功能（日志、事务、安全）

增强（Advice）

增强定义了切面要完成的功能以及什么时候执行这个功能。

Spring 切面可以应用 5 种类型的增强：

前置增强（Before） 在目标方法被调用前调用增强功能

后置增强（After） 在目标方法完成之后调用增强，不关注方法输出是什么。

返回增强（After-returning） 在目标方法成功执行之后调用增强

异常增强（After-throwing） 在目标方法抛出异常后调用增强

环绕增强（Around） 在被增强的方法调用之前和调用之后执行自定义行为，即包括前置增强和后置增强。

连接点（Join Point）

应用中每一个有可能会被增强的点被称为连接点。

切点（Pointcut）

切点是规则匹配出来的连接点。

切面（Aspect）

切面是增强和切点的结合，定义了在何时和何处完成其功能。

引入（Introduction）

引入允许我们向现有的类中添加新方法和属性。可以在不修改现有的类的情况下，让类具有新的行为和状态。

织入（Weaving）

织入是把切面应用到目标对象中并创建新的代理对象的过程。在目标对象的生命周期里有多个点可以进行织入：

编译器：切面在目标类编译时织入。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（LTW）支持以这种方式织入。

运行期：切面在应用运行时的某个时刻被织入。一般情况下，在织入切面时，AOP 容器会为目标对象动态地创建一个代理对象。Spring AOP 就是以这种方式织入切面的。

Spring 对 AOP 的支持

Spring 对 AOP 的支持在很多方面借鉴了 AspectJ 项目。目前 Spring 提供了 4 种类型的 AOP 支持：

基于代理的经典 AOP

纯 POJO 切面

@AspectJ 注解驱动的切面

注入式 AspectJ 切面

Spring AOP 构建在动态代理基础之上，因此 Spring 对 AOP 的支持局限于方法拦截。

运行时增强

通过在代理中包裹切面，Spring 在运行期把切面织入到 Spring 管理的 bean 中。代理类封装了目标类，并拦截被增强方法的调用，再把调用转发给真正的目标 bean。在代理拦截到方法调用时，在调用目标 bean 方法之前，会执行切面逻辑。

直到应用需要代理的 bean 时，Spring 才创建代理对象。如果使用 ApplicationContext 的话，在 ApplicationContext 从 BeanFactory 中加载所有 bean 的时候，Spring 才会创建被代理的对象。

方法级别的连接点

Spring 基于动态代理实现 AOP，所以 Spring 只支持方法连接点。其他的 AOP 框架比如 AspectJ 与 JBoss，都提供了字段和构造器接入点，允许创建细粒度的增强。

切点表达式

Spring AOP 中，使用 AspectJ 的切点表达式来定义切点。Spring 只支持 AspectJ 切点指示器（pointcut designator）的一个子集。

指示器

AspectJ 指示器描述arg( )限制连接点匹配参数为指定类型的执行方法execution( )用于匹配连接点this指定匹配 AOP 代理的 bean 引用的类型target指定匹配对象为特定的类within( )指定连接点匹配的类型@annotation匹配带有指定注解的连接点

编写切点

package concert;public interface Performance { public void perform();}复制代码复制代码

Performance 类可以代表任何类型的现场表演，比如电影、舞台剧等。现在编写一个切点表达式来限定 perform() 方法执行时触发的增强。

execution(* concert.Performance.perform(..))复制代码复制代码

每个部分的意义如下图所示：

也可以引入其他注解对匹配规则做进一步限制。比如

execution(* concert.Performance.perform(..)) && within(concert.*)复制代码复制代码

within() 指示器限制了切点仅匹配 concert 包。

Spring 还有一个 bean() 指示器，允许我们在切点表达式中使用 bean 的 ID 表示 bean。

execution(* concert.Performance.perform(..)) && bean('woodstock')复制代码复制代码

以上的切点就表示限定切点的 bean 的 ID 为 woodstock 。

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使用注解创建切面

定义切面

在一场演出之前，我们需要让观众将手机静音且就座，观众在表演之后鼓掌，在表演失败之后可以退票。在观众类中定义这些功能。

@Aspectpublic class Audience {  @Pointcut("execution(* concert.Performance.perform(..)))") public voidperformance(){} @Before("performance()") public voidsilenceCellPhones() { System.out.println("Silencing cell phones"); } @Before("performance()") public voidtakeSeats() { System.out.println("Taking seats"); } @AfterReturning("performance()") public voidapplause() { System.out.println("CLAP CLAP CLAP!!!"); } @AfterThrowing("performance()") public voiddemandRefund() { System.out.println("Demanding a refund"); }}复制代码复制代码

@AspectJ 注解表名了该类是一个切面。 @Pointcut 定义了一个类中可重用的切点，写切点表达式时，如果切点相同，可以重用该切点。 其余方法上的注解定义了增强被调用的时间，根据注解名可以知道具体调用时间。

到目前为止， Audience 仍然只是 Spring 容器中的一个 bean。即使使用了 AspectJ 注解，但是这些注解仍然不会解析，因为目前还缺乏代理的相关配置。

如果使用 JavaConfig，在配置类的类级别上使用 @EnableAspectJAutoProxy 注解启用自动代理功能。

@Configuration@EnableAspectJAutoProxy@ComponentScanpublic class ConcertConfig { @Bean public Audienceaudience() {returnnew Audience(); } }复制代码复制代码

如果使用 xml ，那么需要引入 元素。

环绕增强

环绕增强就像在一个增强方法中同时编写了前置增强和后置增强。

@Aspectpublic class Audience { @Pointcut("execution(* concert.Performance.perform(..)))") public voidperformance(){} @Around("performance()") public void watchPerformance(ProceedingJoinPoint joinPoint) { try { System.out.println("Silencing cell phones"); System.out.println("Taking seats"); joinPoint.proceed(); System.out.println("CLAP CLAP CLAP!!!"); } catch (Throwable throwable) { System.out.println("Demanding a refund"); } }}

可以看到，这个增强达到的效果与分开写前置增强与后置增强是一样的，但是现在所有的功能都位于同一个方法内。 注意该方法接收 ProceedingJoinPoint 作为参数，这个对象必须要有，因为需要通过它来调用被增强的方法。 注意，在这个方法中，我们可以控制不调用 proceed() 方法，从而阻塞对增强方法的访问。同样，我们也可以在增强方法失败后，多次调用 proceed() 进行重试。

增强方法参数

修改 Perform#perform() 方法，添加参数

package concert;public interface Performance { public void perform(int audienceNumbers);}复制代码复制代码

我们可以通过切点表达式来获取被增强方法中的参数。

@Pointcut("execution(* concert.Performance.perform(int)) && args(audienceNumbers)))") public void performance(int audienceNumbers){}复制代码复制代码

注意，此时方法接收的参数为 int 型， args(audienceNumbers) 指定参数名为 audienceNumbers ，与切点方法签名中的参数匹配，该参数不一定与增强方法的参数名一致。

引入增强

切面不仅仅能够增强现有方法，也能为对象新增新的方法。 我们可以在代理中暴露新的接口，当引入接口的方法被调用时，代理会把此调用委托给实现了新接口的某个其他对象。实际上，就是一个 bean 的实现被拆分到多个类中了。 定义 Encoreable 接口，将其引入到 Performance 的实现类中。

public interface Encoreable { void performEncore();}

创建一个新的切面

@Aspectpublic class EncoreableIntroducer { @DeclareParents(value ="concert.Performance+",defaultImpl = DefaultEncoreable.class) public static Encoreable encoreable;}

我们使用了 @Aspect 将 EncoreableIntroducer 标记为一个切面，但是它没有提供前置、后置或环绕增强。通过 @DeclareParents 注解将 Encoreable 接口引入到了 Performance bean 中。

@DeclareParents 注解由三部分组成：

value 属性指定了哪种类型的 bean 要引入该接口。在上述代码中，类名后面的 + 号表示是 Performance 的所有子类型，而不是它本身。

defaultImpl 属性指定了为引入功能提供实现的类。

@DeclareParents 注解所标注的静态属性指明了要引入的接口。

同样地，我们在 Spring 应用中将该类声明为一个 bean：

Spring 的自动代理机制将会获取到它的声明，并创建相应的代理。然后将调用委托给被代理的 bean 或者被引入的实现，具体取决于调用的方法属于被代理的 bean 还是属于被引入的接口。

在 XML 中声明切面

更新一下 Audience 类，将它的 AspectJ 注解全部移除。

public class Audience {  public voidsilenceCellPhones() { System.out.println("Silencing cell phones"); } public voidtakeSeats() { System.out.println("Taking seats"); } public voidapplause() { System.out.println("CLAP CLAP CLAP!!!"); } public voiddemandRefund() { System.out.println("Demanding a refund"); }}

声明前置与后置增强

如上所示，就将一个普通方法变为了增强。 大多数的 AOP 配置元素都必须在 元素的上下文内使用。元素名基本上都与注解名相对应。 这里，我们同样将同一个切点表达式写了四遍，将它提取出来。

注意，此时 标签位于 下层，故只能在该切面中引用。如果想要一个切点能够被多个切面引用，可以将 元素放在 下第一层。

环绕增强

定义环绕增强方法

public class Audience { public void performance(int audienceNumbers){} public void watchPerformance(ProceedingJoinPoint joinPoint) { try { System.out.println("Silencing cell phones"); System.out.println("Taking seats"); joinPoint.proceed(); System.out.println("CLAP CLAP CLAP!!!"); } catch (Throwable throwable) { System.out.println("Demanding a refund"); } }}

在 xml 中使用 指定方法名与切点即可。

为增强传递参数

获取参数主要就在于切点表达式。

这样能在 xml 中定位到一个参数类型为 int ，参数名为 audienceNumbers 的切点。 注意在 xml 中使用了 and 代替 && （在 XML 中， & 符号会被解析为实体的开始）。

引入增强

types-matching 指定了要匹配的类型，与注解中的 value 值功能相同。

注入 AspectJ 切面

AspectJ 切面提供了 Spring AOP 所不能支持的许多类型的切点。 切面很有可能依赖其他类来完成它们的工作。我们可以借助 Spring 的依赖注入把 bean 装配进 AspectJ 切面中。

创建一个新切面。

public aspect CriticAspect { private CriticismEngine criticismEngine; publicCriticAspect() { } pointcut performance():execution(* perform(..)); afterReturning() :performance() { System.out.println(criticismEngine.getCriticism()); } public voidsetCriticismEngine(CriticismEngine criticismEngine) { this.criticismEngine = criticismEngine; }}

注入的 CritismEngine 的实现类

public class CriticismEngineImple implements CriticismEngine { publicCriticismEngineImple() { } public StringgetCriticism() { int i = (int) (Math.random() * criticismPool.length);returncriticismPool[i]; }  private String[] criticismPool; public voidsetCriticismPool(String[] criticismPool) { this.criticismPool = criticismPool; }}

CriticAspect 主要作用是在表演结束后为表演发表评论。 实际上， CriticAspect 是调用了 CriticismEngine 的方法来发表评论。通过 setter 依赖注入为 CriticAspect 设置 CriticismEngine 。

在配置文件中将 CriticismEngine bean 注入到 CriticAspect 中。

一般情况下，Spring bean 由 Spring 容器初始化，但是 AspectJ 切面是由 AspectJ 在运行期创建的。所以在运行期间，AspectJ 创建好了 CriticAspect 实例，每个 AspectJ 都会提供一个静态的 aspectOf() 方法，返回切面的的单例。 使用 factory-method 调用 aspectOf() 方法向 CriticAspect 中注入 CriticismEngine 。