三层架构设计模式MVC和AOP面向切面编程—SSM框架的学习与应用(Spring + Spring MVC + MyBatis)-Java EE企业级应用开发学习记录（第九天）

SSM框架的学习与应用(Spring + Spring MVC + MyBatis)-Java EE企业级应用开发学习记录（第九天）三层架构设计模式MVC和AOP面向切面编程

​ 昨天我们详细讲解了Spring IoC容器的原理、掌握了Bean标签以及属性的使用、熟悉Bean的实例化、Bean的几种作用域、掌握Bean的装配方式、自动装配方式XML和注解方式的区别和优势、什么是Bean的生命周期。所以今天我们要掌握的是MVC三层架构设计模式，以及Spring的另外一大核心特性：AoP。

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一、三层架构设计模型

​ 三层架构是将整个项目业务分为表示层，业务逻辑层，数据访问层，区分层次的目的是为了实现“高内聚，低耦合”的思想。在软件体系架构设计中，分层式结构式最为常见，也是最为重要的一种结构。

也就是我们这几天一直用的模式，三层结构，都是在为学习SpringMVC打好基础。但是我们斗志实现了前俩层，数据访问层和业务逻辑层，表示层View等整合的时候再讲。

我们这里回顾一下，创建三层结构的流程，也方便后面我们写入实例进行SpringAoP思想的验证。

①新建项目为：springaoptest，搭建依赖环境编写好pom.xml引入依赖

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0modelVersion>

    <groupId>org.examplegroupId>
    <artifactId>springaoptestartifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOTversion>

    <dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.mybatisgroupId>
        <artifactId>mybatisartifactId>
        <version>3.5.2version>
    dependency>
    <dependency>
        <groupId>mysqlgroupId>
        <artifactId>mysql-connector-javaartifactId>
        <version>8.0.11version>
    dependency>
    <dependency>
        <groupId>junitgroupId>
        <artifactId>junitartifactId>
        <version>4.12version>
        <scope>compilescope>
    dependency>
    <dependency>
        <groupId>log4jgroupId>
        <artifactId>log4jartifactId>
        <version>1.2.17version>
    dependency>
    
    <dependency>
        <groupId>org.springframeworkgroupId>
        <artifactId>spring-coreartifactId>
        <version>5.2.8.RELEASEversion>
    dependency>
    
    <dependency>
        <groupId>org.springframeworkgroupId>
        <artifactId>spring-beansartifactId>
        <version>5.2.8.RELEASEversion>
    dependency>
    
    <dependency>
        <groupId>org.springframeworkgroupId>
        <artifactId>spring-contextartifactId>
        <version>5.2.8.RELEASEversion>
    dependency>
        
        <dependency>
            <groupId>org.springframeworkgroupId>
            <artifactId>spring-aopartifactId>
            <version>5.2.8.RELEASEversion>
        dependency>

    dependencies>
project>

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②新建entity包，包内创建User.java

package com.steveDash.entity;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Scope;
import org.springframework.stereotype.Component;

public class User {
   
    private int id;// 用户id
    private String name;//用户名
    private String password;//用户密码

    // getter/setter方法和toString()方法
    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }

    public String toString(){
        return "用户id："+id+"，用户名："+name+"，密码："+password;
    }
}

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③创建dao层，新建dao包，包内创建UserDao作为数据访问接口

package com.steveDash.dao;

public interface UserDao {
    public void save(User user); //保存数据的方法
}

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④运用我们之前学习的快捷键方式创建接口实现类UserDaoImpl

package com.steveDash.dao;
import com.steveDash.entity.User;

public class UserDaoImpl implements UserDao {
    public void save(User user) {
        // 这里并未实现完整的数据库操作，仅为说明问题
        System.out.println("保存用户"+user.getName()+"信息到数据库");	
    }
}

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⑤创建Service层：在service包里创建一个接口UserService，里面包含新增加数据的方法

package com.steveDash.service;

import com.steveDash.entity.User;

public interface UserService {
    public void addNewUser(User user); //新的保存user 的方法
}

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⑥创建UserService接口的实现类UserServiceImpl

package com.steveDash.service.impl;

import com.steveDash.dao.UserDao;
import com.steveDash.entity.User;
import com.steveDash.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

import javax.annotation.Resource;

public class UserServiceImpl implements UserService {
    // 声明接口类型的引用，和具体实现类解耦合
    
    private UserDao dao;

    public UserDao getDao() {
        return dao;
    }

    public void setDao(UserDao dao) {
        this.dao = dao;
    }

    public void addNewUser(User user) {
        // 调用用户DAO的方法保存用户信息
        dao.save(user);

    }
}

(1)这里的UserServiceImpl把UserDao当成它的一个成员变量，我们称为UserServiceImpl依赖UserDao.使用UserServiceImpl前需要将UserDao实例化，并注入给UserServiceImpl.

(2)这里体现了分层的思想，将以前简单的添加数据的操作，我们分成了两层:dao层（数据访问层）和service层（业务层），将来我们还要加再上表现层View,实现三层结构的开发模式。

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⑦在spring-config.xml中用IoC实例化上面的对象，并调用它的addNewUser()方法向用户表写入数据：

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
   http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.2.xsd
   http://www.springframework.org/schema/aop
   http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.2.xsd">

    <bean id="dao" class="com.steveDash.dao.UserDaoImpl">bean>
    <bean id="service" class="com.steveDash.service.impl.UserServiceImpl">
        <property name="dao" ref="dao">property>
    bean>

beans>

圈出来的是添加对AOP的支持，最后真正实现添加数据的操作由service对象完成。只需要调用它的addNewUser()方法即可。注意体会这种封装方式。

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⑧创建测试类，进行测试数据添加

package Test;

import com.steveDash.entity.User;
import com.steveDash.service.UserService;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class UserTest {
    @Test
    public void saveUserTest(){
        ApplicationContext context=new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");
        UserService userService=(UserService)context.getBean("service");
        User user = new User();
        user.setId(1);
        user.setName("test");
        user.setPassword("123456");


        userService.addNewUser(user);

    }
}

这就是分层设计模式的思路。

二、SpringAOP

基本概念：

​ Spring的AOP（面向切面编程）是Spring框架的一个核心功能，它提供了一种方式来模块化横切关注点（cross-cutting concerns）。

​ AOP一般适用于具有横切逻辑的场合，例如访问控制、事务管理、性能监测、安全性、日志记录等，以减少代码的重复性，提高可维护性和可扩展性。

​ 面向切面编程（Aspect Oriented Programming，AOP）是软件编程思想发展到一定阶段的产物，是对面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP）的有益补充。

​ 面向切面编程，简单地说就是在不改变原有程序的基础上为代码段增加新的功能，对其进行增强处理。

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打个比方，帮助理解AOP概念：

​ 例如，假设由于业务发展的需要，现在项目要增加功能，我们不想去修改旧的代码，在不改变原代码的基础上新增功能，这里就需要使用AOP的思想。

​ 这有点像汉堡包，我们想在中间加上一层菜，我们可以使用面向切面方法实现，但是包子我们就不能再加上新的菜进去而不影响整个包子，因为汉堡包是面向切面设计的，而包子不是。

**接下来，我们引入AOP的概念，如果上面的软件使用了一段时间后，用户想新增功能，比如在保存用户信息到数据库之前，用日志输出“准备添加数据”**

（注意，现代的迭代开发思想，在新增功能的时候，尽量不要去修改旧代码，直接写新功能就行。然后将新的代码“切入”到旧代码中去运行。这时就用到了面向切面编程AOP。）

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添加新的功能，在不修改旧代码的同时

我们新增一个类，用于满足需求：添加用户表数据之前，输出“准备添加数据。在添加用户表成功之后，输出“添加数据完成”

①因此在service包下新建一个类为UserServiceLogger.java,里面创建俩个方法before和afterReturning

具体代码如下：

package com.steveDash.service;

import org.apache.log4j.Logger;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;

import java.util.Arrays;

public class UserServiceLogger {
    private static final Logger log = Logger.getLogger(UserServiceLogger.class);

    public void before(JoinPoint jp) {
        log.info("准备添加数据, 调用 " + jp.getTarget() + " 的 " + jp.getSignature().getName()
                + " 方法。方法入参：" + Arrays.toString(jp.getArgs()));
    }

    public void afterReturning(JoinPoint jp) {
        log.info("添加数据完成");
    }
}

可以看到引入import org.aspectj.lang.JoinPoint;，这一行报红

这是因为我们没有引入aspectjweaver 依赖，这个依赖是AspectJ 是一个用于实现面向切面编程 (AOP) 的框架，它提供了强大的切面编程功能，可以在程序中实现横切关注点（如日志记录、性能监视、事务管理等）。

②因此我们需要更新一下pom.xml，往其中添加这一段依赖

<dependency>
    <groupId>org.aspectjgroupId>
    <artifactId>aspectjweaverartifactId>
    <version>1.9.7version>
dependency>

③编写spring-config.xml

<bean id="theLogger" class="com.steveDash.service.UserServiceLogger">bean>

<aop:config>
    
    <aop:pointcut id="pointcut"
                  expression="execution(public void com.steveDash.service.impl.UserServiceImpl.addNewUser(com.steveDash.entity.User))" />
    
    <aop:aspect ref="theLogger">
        
        <aop:before method="before" pointcut-ref="pointcut">aop:before>
        
        
        <aop:after-returning method="afterReturning"
                             pointcut-ref="pointcut" returning="result" />
    aop:aspect>
aop:config>

bean中配置的aop代理代码解释：

expression=“execution(public void com.steveDash.service.impl.UserServiceImpl.addNewUser(com.steveDash.entity.User))”

execution是切入点指示符，括号中是一个切入点表达式，用于配置需要切入增强处理的方法的特征。

在aop:config中使用aop:aspect引用包含增强方法的Bean，然后分别通过aop:before和aop:after-returning将方法声明为前置增强和后置增强，在aop:after-returning中通过returning属性指定需要注入返回值的属性名。方法的Join Point类型参数无须特殊处理，Spring会自动为其注入连接点实例。

很明显，User Service的add New User()方法可以和切入点pointcut相匹配，Spring会生成代理对象，在它执行前后分别调用before()和afterReturning()方法，这样就完成了日志输出

这里先简单理解：在addNewUser(com.steveDash.entity.User)之前执行UserServiceLogger类的before（）方法，之后执行UserServiceLogger类的afterReturning()方法，后面再详细讲解。

④重新运行测试类，查看结果：

查看终端输出框：

​ 我们可以发现，在我们没有修改旧代码的情况下，在调用addNewUser()方法时，自动运行了我们新增的before()和afterReturning()的代码。

代码解释：

​ 从以上示例可以看出，业务代码和日志代码是完全分离的，经过AOP的配置以后，不做任何代码上的修改就在addNewUser()方法前后实现了日志输出。其实，只需稍稍修改切入点的指示符，不仅可以为User Service的add New User()方法增强日志功能，也可以为所有业务方法进行增强；并且可以增强日志功能，如实现访问控制、事务管理、性能监测等实用功能

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Spring的AOP（面向切面编程）是如何实现的？

​ Spring的AOP实现基于代理模式。在Spring中，切面是通过代理对象来实现的，代理对象包装了目标对象，并在目标对象的方法执行前后执行一些特定操作，这些操作就是通知（Advice）。

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通知Advice的五种类型：

通知处理类型	特点
Before	前置通知处理，在目标方法前置通知执行处理
AfterReturning	后置通知处理，在目标方法正常执行(不出现异常)后置 通知执行处理
AfterThrowing	异常通知处理，在目标方法抛出异常后置通知执行处理
After	最终通知处理，不论方法是否抛出异常，都会在目标方法最后通知执行处理
Around	环绕通知处理，在目标方法的前后都会通知执行处理

PS：也有称之为前置增强的说法，但是“前置通知”更容易理解。

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以下是Spring AOP的关键概念和用法：

1. 切点（Pointcut）： 切点是一个表达式，用于定义在哪些连接点上应用通知。连接点是应用程序执行的点，通常是方法调用。切点表达式定义了哪些方法调用会被拦截。Spring 只支持方法连接点

2. 通知（Advice）： 通知是在连接点上执行的代码，它定义了在连接点的何时和如何执行。通知的类型包括前置通知、后置通知、环绕通知、异常通知和最终通知。

3. 切面（Aspect）： 切面是通知和切点的组合，它定义了在哪些连接点上应用哪些通知。切面是AOP的核心概念，它将关注点（例如事务管理、日志记录）模块化，以便将它们应用到不同的目标对象中。

4. 目标对象（Target Object）： 目标对象是真正执行业务逻辑的对象，它通常是一个普通的Java对象。通知在目标对象上运行。

5. 代理对象（Proxy Object）： 代理对象是包装目标对象的对象，通知实际上是在代理对象上执行的。Spring使用JDK动态代理和CGLIB代理来创建代理对象。

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Spring AOP支持两种类型的代理：

• 基于接口的代理： 如果目标对象实现了一个或多个接口，Spring将使用JDK动态代理来创建代理对象。这是默认的代理方式。
• 基于类的代理： 如果目标对象没有实现接口，Spring将使用CGLIB代理来创建代理对象。这种方式要求目标对象不能被标记为final。

Spring AOP的配置可以使用XML配置文件或者注解来完成。

通常，开发人员更喜欢使用注解来声明切面和通知，因为它更加简洁和易于理解。

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如何判断SpringAOP使用了哪种代理？

​ Spring AOP，它默认使用基于 JDK 动态代理（JDK Dynamic Proxy）或者 CGLIB（Code Generation Library）代理。

1. 如果目标对象实现了至少一个接口，则 Spring AOP 使用 JDK 动态代理。JDK 动态代理要求目标对象实现接口，它通过创建目标对象的代理对象，实现接口中定义的方法，并在代理对象中织入增强逻辑。
2. 如果目标对象没有实现任何接口，则 Spring AOP 使用 CGLIB 代理。CGLIB 会创建目标对象的子类，并在子类中织入增强逻辑。

​ Spring的AOP功能使得切面编程变得相对容易，可以帮助我们开发人员更好地管理和维护应用程序中的横切关注点。

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刚才我们已经学习了前置通知**Before和后置通知AfterReturing**，

下面我们再介绍一下**异常通知AfterThrowing和最终通知After**

满足需求

• 如果切入点处的原代码运行发生出错的话，就跳去执行某段代码。这个是异常通知
• 设置多一个无论报不报错，都执行的某段代码，叫最终通知。

①那我们就添加一个故意出错的代码进去，在UserServiceImpl。

package com.steveDash.service.impl;

import com.steveDash.dao.UserDao;
import com.steveDash.entity.User;
import com.steveDash.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

import javax.annotation.Resource;

public class UserServiceImpl implements UserService {
    // 声明接口类型的引用，和具体实现类解耦合

    private UserDao dao;

    public UserDao getDao() {
        return dao;
    }

    public void setDao(UserDao dao) {
        this.dao = dao;
    }

    public void addNewUser(User user) {
        // 调用用户DAO的方法保存用户信息
        int i=1/0; //故意出错
        dao.save(user);
    }
}

②打开UserServiceLogger类，创建一个方法errorThrow() (名称自定义的)，把添加出错之后要做的事情写进去，比如我们向日志输出“添加数据出错”。以及一个

package com.steveDash.service;

import org.apache.log4j.Logger;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;

import java.util.Arrays;

public class UserServiceLogger {
    private static final Logger log = Logger.getLogger(UserServiceLogger.class);

    public void before(JoinPoint jp) {
        log.info("准备添加数据, 调用 " + jp.getTarget() + " 的 " + jp.getSignature().getName()
                + " 方法。方法入参：" + Arrays.toString(jp.getArgs()));
    }

    //添加数据错误时，日志输出
    public void errorThrow(JoinPoint jp){
        log.error("添加数据出错,发生在"+jp.getSignature().getName());
    }

    
    public void afterReturning(JoinPoint jp) {
        log.info("添加数据完成"+jp.getSignature().getName());
    }
    
    //最终通知
    public void afterLogger()
	{
		log.info("谢谢使用");
	}
}

③编写spring-config.xml，写入异常通知、最终通知

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
   http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.2.xsd
   http://www.springframework.org/schema/aop
   http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.2.xsd">

    <bean id="dao" class="com.steveDash.dao.UserDaoImpl">bean>
    <bean id="service" class="com.steveDash.service.impl.UserServiceImpl">
        <property name="dao" ref="dao">property>
    bean>

    
    <bean id="theLogger" class="com.steveDash.service.UserServiceLogger">bean>
    
    <aop:config>
        
        <aop:pointcut id="pointcut"
                      expression="execution(public void com.steveDash.service.impl.UserServiceImpl.addNewUser(com.steveDash.entity.User))" />
        
        <aop:aspect ref="theLogger">
            
            <aop:before method="before" pointcut-ref="pointcut">aop:before>
            
            
            <aop:after-returning method="afterReturning" pointcut-ref="pointcut"/>
             
            <aop:after-throwing method="errorThrow" pointcut-ref="pointcut"/>
             
            <aop:after method="afterLogger" pointcut-ref="pointcut"/>

        aop:aspect>
    aop:config>


beans>

④运行俩次测试类，一次是有错误运行，第二次是无错误运行

有错误运行：

异常通知正常运行，最终通知也正常运行

无错误运行:

---

注解方式实现AOP

AOP的注解类型如下

@Aspect
public class UserServiceLogger {
    private static final Logger log = Logger.getLogger(UserServiceLogger.class);

    //设置断点：
    @Pointcut("execution(* service.UserServiceImpl.addNewUser (..))")
    public void pointcut(){}



    @Before("pointcut()")
    public void before(JoinPoint jp) {
        log.info("准备添加数据, 调用 " + jp.getTarget() + " 的 " + jp.getSignature().getName()
                + " 方法。方法入参：" + Arrays.toString(jp.getArgs()));
    }

    @AfterReturning("pointcut()")
    public void afterReturning(JoinPoint jp) {
        log.info("添加数据完成 ");
    }
    @After("pointcut()")
    public void afterLogger()
    {
        log.info("谢谢使用");
    }
    @AfterThrowing("pointcut()")
    public void errorThrow(JoinPoint jp){
        log.error("添加数据出错,发生在"+jp.getSignature().getName());
    }
}

把前面这段代码修改成

某些版本需要在后面加上：

即可使用注解的方式实现AOP

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总结

​ 今天我们首先介绍了三层架构设计模式，方便后面引入SpringMVC；然后主要讲解了Spring中的AOP，讲解了Spring AOP的概念、实现机制，五种通知类型，包括JDK动态代理和CGLib动态代理；接着讲解了基于XML的AOP实现，最后讲解了基于注解的AOP实现。通过今天的学习，各位读者可以对Spring的AOP实现有个大致的了解，为框架开发打下坚实基础。

​ 想要跟着学习的可以去我的资源里面找对应的文件下载，我的md文件也会发上去，项目文件会上传可以自己跟着学习一下。

作者：Stevedash

发表于：2023年9月5日 8点17分

注：本文内容基于个人学习理解，如有错误或疏漏，欢迎指正。感谢阅读！如果觉得有帮助，请点赞和分享。