Spring Boot菜谱(一)——怎么编写一个自动记录请求日志的注解?

今天菜品:

编写一个自动记录Controller层请求记录的注解。

起因

俗话说,懒惰是程序员的第一生产力。为了偷懒不在每一个Controller层方法上都编写记录日志的代码,我想到了利用AOP(面向切面编程)的方式,通过一个自定义注解来自动实现记录日志的功能。

解决方案

我们将上述需求分解一下,形成需要解决的问题点,如下:

  1. 编写注解,注解应该作用于方法上,并可以在运行时通过反射获取到。
  2. 编写注解处理器,注解处理器应该是一个切面类,并定义在任何由RequestLog注解标注的类进行切入。
  3. 通过反射获取到要注入的方法,再获取到方法的参数和返回值,利用日志将方法的参数和返回值按指定格式输出(或保存到数据库、redis等)。

编写注解

将注解命名为RequestLog,示例代码如下:

/**
 * 用于记录请求参数的日志
 *
 * @author G. Seinfeld
 * @since 2021/04/28
 */
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface RequestLog {

    /**
     * 所属模块,不赋值将使用Controller的全名代替
     */
    String module() default "";
}

在编写注解时,使用@Target元注解规定当前注解所标注的对象,常见值包括:

  • TYPE->类
  • FIELD->属性
  • METHOD->方法
  • PARAMETER->方法的参数
  • CONSTUCTOR->构造器
  • LOCAL_VARIABLE->局部变量
  • ANNOTATION_TYPE->注解
  • PACKAGE->包

使用@Retention元注解规定当前注解的生命周期,常见值包括:

  • SOURCE->源代码级别
  • CLASS->class文件级别
  • RUNTIME->虚拟机运行时级别

注解中定义了一个可配置项,即请求的Controller所属的模块。我们还可以根据实际需要增加其他配置项。

编写注解处理器

    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-aop
        2.3.2.RELEASE
    

先在pom.xml文件中引用aop处理所需依赖包,由于是spring boot项目,这里直接使用starter的方式快捷引入。

/**
 * @author G. Seinfeld
 * @since 2021/04/28
 */
@Aspect
@Component
public class RequestLogHandler {

    @Pointcut("@annotation(cn.gsein.annotations.RequestLog)")
    public void logPointcut() {
    }
}

在Spring-Aop中,我们使用@Aspect注解定义一个切面类,使用@Pointcut注解标注在一个空方法上,用于定义一个切入点。在本需求中,我们希望定义的切入点是被注解标注的方法,因此,我们将切入点的表达式声明为:

    @annotation(xxx.xxx.xxx.RequestLog)

更多的切入点表达式写法请自行查阅文档。

编写记录日志的逻辑

接下来我们在RequestLogHandler类中编写具体处理记录日志逻辑的方法,示例代码如下:

@AfterReturning(value = "logPointcut()", returning = "result")
public void doAfterRequest(JoinPoint joinPoint, Object result) {

    try {
        // 切面所属对象
        final Object instance = joinPoint.getTarget();
        // 对象对应的class对象
        final Class instanceClass = instance.getClass();
        // 根据class对象获取logger
        Logger logger = LoggerFactory.getLogger(instanceClass);

        // 获取方法名
        final MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
        final Method method = signature.getMethod();
        final String methodName = method.getName();

        // 获取注解
        final RequestLog annotation = method.getAnnotation(RequestLog.class);
        // 获取模块名
        String moduleName = annotation.module();
        if (StringUtils.isEmpty(moduleName)) {
            moduleName = instanceClass.getSimpleName();
        }

        // 拼接请求参数
        final Object[] args = joinPoint.getArgs();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        int i = 0;
        for (Object arg : args) {
            sb.append("arg").append(i++).append(":");
            sb.append(JSON.toJSONString(arg)).append(",");
        }
        if (sb.length() > 0) {
            sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);
        }


        logger.info("请求{}模块的{}接口,请求参数为{},返回结果为{}", moduleName, methodName, sb.toString(), JSON.toJSONString(result));
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

spring-aop给我们提供了几种切面增强的方式:

  • @Around:环绕增强,即在切入方法前后都进行处理
  • @AfterReturning:后置增强,即方法返回时处理
  • @Before:前置增强,即进入方法前处理
  • @AfterThrowing:异常抛出增强,即方法抛出异常时处理
  • @After: 不管是抛出异常或者正常退出都会执行

示例代码中我们使用了后置增强的方式,即在方法返回时进行处理,这样可以同时获得方法的参数和返回值,符合我们的需求。@AfterReturning的value配置项配置的是切入点,这里直接使用上面方法定义的切入点。returning配置项指的是将返回值绑定到哪个对象上,这里指定的是方法参数中的对象。

我们可以根据切入点的jointPoint对象,通过反射获取到切入方法的method对象、所属Controller类的实例、方法参数等,再按照相应的规则对这些对象进行拼接和组合,并通过logger进行记录。

最后的说明

  • 本文提供的只是demo级别的代码,重点在于介绍思路和相关知识。如需在生产中使用,请根据实际需求自行修改和完善。
  • 如果在方法发生异常时也需要记录日志,需要在额外编写一个@AfterThrowing标注的处理方法。
  • 本文代码中的异常处理比较粗糙,请根据实际情况自行完善。

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