面试题思考:解释一下什么叫AOP(面向切面编程)

这种在运行时,动态地将代码切入到类的指定方法、指定位置上的编程思想就是面向切面的编程。

AOP是Spring提供的关键特性之一。AOP即面向切面编程,是OOP编程的有效补充。

使用AOP技术,可以将一些系统性相关的编程工作,独立提取出来,独立实现,然后通过切面切入进系统。

从而避免了在业务逻辑的代码中混入很多的系统相关的逻辑——比如权限管理,事物管理,日志记录等等。

这些系统性的编程工作都可以独立编码实现,然后通过AOP技术切入进系统即可。从而达到了 将不同的关注点分离出来的效果。

本文深入剖析Spring的AOP的原理。

1. AOP相关的概念

1) Aspect :切面,切入系统的一个切面。比如事务管理是一个切面,权限管理也是一个切面;

2) Join point :连接点,也就是可以进行横向切入的位置;

3) Advice :通知,切面在某个连接点执行的操作(分为: Before advice , After returning advice , After throwing advice , After (finally) advice , Around advice );

4) Pointcut :切点,符合切点表达式的连接点,也就是真正被切入的地方;

2. AOP 的实现原理

AOP分为静态AOP和动态AOP。

静态AOP是指AspectJ实现的AOP,他是将切面代码直接编译到Java类文件中。

动态AOP是指将切面代码进行动态织入实现的AOP。

Spring的AOP为动态AOP,实现的技术为: JDK提供的动态代理技术 和 CGLIB(动态字节码增强技术) 。尽管实现技术不一样,但 都是基于代理模式 , 都是生成一个代理对象 。

1) JDK动态代理

主要使用到 InvocationHandler 接口和 Proxy.newProxyInstance() 方法。

 JDK动态代理要求被代理实现一个接口,只有接口中的方法才能够被代理 。

其方法是将被代理对象注入到一个中间对象,而中间对象实现InvocationHandler接口,

在实现该接口时,可以在 被代理对象调用它的方法时,在调用的前后插入一些代码。

而 Proxy.newProxyInstance() 能够利用中间对象来生产代理对象。

插入的代码就是切面代码。所以使用JDK动态代理可以实现AOP。

我们看个例子:

被代理对象实现的接口,只有接口中的方法才能够被代理:

public interface UserService {
    public void addUser(User user);
    public User getUser(int id);
}

public class UserServiceImpl implements UserService {
    public void addUser(User user) {
        System.out.println("add user into database.");
    }
    public User getUser(int id) {
        User user = new User();
        user.setId(id);
        System.out.println("getUser from database.");
        return user;
    }
}

代理中间类:

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
public class ProxyUtil implements InvocationHandler {
    private Object target;    // 被代理的对象
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("do sth before....");
        Object result =  method.invoke(target, args);
        System.out.println("do sth after....");
        return result;
    }
    ProxyUtil(Object target){
        this.target = target;
    }
    public Object getTarget() {
        return target;
    }
    public void setTarget(Object target) {
        this.target = target;
    }
}

测试:

import java.lang.reflect.Proxy;
import net.aazj.pojo.User;
public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args){
        Object proxyedObject = new UserServiceImpl();    // 被代理的对象
        ProxyUtil proxyUtils = new ProxyUtil(proxyedObject);
        // 生成代理对象,对被代理对象的这些接口进行代理:UserServiceImpl.class.getInterfaces()
        UserService proxyObject = (UserService) Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), 
                    UserServiceImpl.class.getInterfaces(), proxyUtils);
        proxyObject.getUser(1);
        proxyObject.addUser(new User());
    }
}

执行结果:

do sth before....
getUser from database.
do sth after....
do sth before....
add user into database.
do sth after....
我们看到在 UserService接口中的方法 addUser 和 getUser方法的前面插入了我
们自己的代码。这就是JDK动态代理实现AOP的原理。

我们看到该方式有一个要求, 被代理的对象必须实现接口,而且只有接口中的方法才能被代理 。

2)CGLIB (code generate libary)

字节码生成技术实现AOP,其实就是继承被代理对象,然后Override需要被代理的方法,在覆盖该方法时,自然是可以插入我们自己的代码的。

因为需要Override被代理对象的方法,所以自然CGLIB技术实现AOP时,就 必须要求需要被代理的方法不能是final方法,因为final方法不能被子类覆盖 。

我们使用CGLIB实现上面的例子:

package net.aazj.aop;
import java.lang.reflect.Method;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
public class CGProxy implements MethodInterceptor{
    private Object target;    // 被代理对象
    public CGProxy(Object target){
        this.target = target;
    }
    public Object intercept(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("do sth before....");
        Object result = proxy.invokeSuper(arg0, arg2);
        System.out.println("do sth after....");
        return result;
    }
    public Object getProxyObject() {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());    // 设置父类
        // 设置回调
        enhancer.setCallback(this);    // 在调用父类方法时,回调 this.intercept()
        // 创建代理对象
        return enhancer.create();
    }
}
public class CGProxyTest {
    public static void main(String[] args){
        Object proxyedObject = new UserServiceImpl();    // 被代理的对象
        CGProxy cgProxy = new CGProxy(proxyedObject);
        UserService proxyObject = (UserService) cgProxy.getProxyObject();
        proxyObject.getUser(1);
        proxyObject.addUser(new User());
    }
}

输出结果:

do sth before....
getUser from database.
do sth after....
do sth before....
add user into database.
do sth after....
我们看到达到了同样的效果。
它的原理是生成一个父类 enhancer.setSuperclass( this.target.getClass()) 的子
类 enhancer.create() ,然后对父类的方法进行拦截enhancer.setCallback( this) .
对父类的方法进行覆盖,所以父类方法不能是final的。

3) 接下来我们看下spring实现AOP的相关源码:

@SuppressWarnings("serial")
public class DefaultAopProxyFactory implements AopProxyFactory, Serializable {
    @Override
    public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {
        if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) {
            Class targetClass = config.getTargetClass();
            if (targetClass == null) {
                throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: " +
                        "Either an interface or a target is required for proxy creation.");
            }
            if (targetClass.isInterface()) {
                return new JdkDynamicAopProxy(config);
            }
            return new ObjenesisCglibAopProxy(config);
        }
        else {
            return new JdkDynamicAopProxy(config);
        }
    }

从上面的源码我们可以看到:

if (targetClass.isInterface()) {
                return new JdkDynamicAopProxy(config);
            }
            return new ObjenesisCglibAopProxy(config);

如果被代理对象实现了接口,那么就使用JDK的动态代理技术,反之则使用CGLIB来实现AOP,所以 Spring默认是使用JDK的动态代理技术实现AOP的 。

JdkDynamicAopProxy的实现其实很简单:

final class JdkDynamicAopProxy implements AopProxy, InvocationHandler, Serializable {    
@Override
public Object getProxy(ClassLoader classLoader) {
    if (logger.isDebugEnabled()) {
        logger.debug("Creating JDK dynamic proxy: target source is " + this.advised.getTargetSource());
    }
    Class[] proxiedInterfaces = AopProxyUtils.completeProxiedInterfaces(this.advised);
    findDefinedEqualsAndHashCodeMethods(proxiedInterfaces);
    return Proxy.newProxyInstance(classLoader, proxiedInterfaces, this);
}

3. Spring AOP的配置

Spring中AOP的配置一般有两种方法,一种是使用 标签在xml中进行配置,一种是使用注解以及@Aspect风格的配置。

1) 基于的AOP配置

下面是一个典型的事务AOP的配置:


    
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
    


    
    

再看一个例子:



    
        
        
        
        
        
    
    

配置一个切面;

配置一个切点,基于切点表达式;

,,是定义不同类型的advise. a

spectBean 是切面的处理bean:

public class DataSourceInterceptor {
    public void before(JoinPoint jp) {
        DataSourceTypeManager.set(DataSources.SLAVE);
    }
}

2) 基于注解和@Aspect风格的AOP配置

我们以事务配置为例:首先我们启用基于注解的事务配置


    

然后扫描Service包:

最后在service上进行注解:

@Service("userService")
@Transactional
public class UserServiceImpl implements UserService{
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;
    @Transactional (readOnly=true)
    public User getUser(int userId) {
        System.out.println("in UserServiceImpl getUser");
        System.out.println(DataSourceTypeManager.get());
        return userMapper.getUser(userId);
    }
    public void addUser(String username){
        userMapper.addUser(username);
//        int i = 1/0;    // 测试事物的回滚
    }
    public void deleteUser(int id){
        userMapper.deleteByPrimaryKey(id);
//        int i = 1/0;    // 测试事物的回滚
    }
    @Transactional (rollbackFor = BaseBusinessException.class)
    public void addAndDeleteUser(String username, int id) throws BaseBusinessException{
        userMapper.addUser(username);
        this.m1();
        userMapper.deleteByPrimaryKey(id);
    }
    private void m1() throws BaseBusinessException {
        throw new BaseBusinessException("xxx");
    }
    public int insertUser(User user) {
        return this.userMapper.insert(user);
    }
}

搞定。这种事务配置方式,不需要我们书写pointcut表达式,而是我们在需要事务的类上进行注解。但是如果我们自己来写切面的代码时,还是要写pointcut表达式。下面看一个例子(自己写切面逻辑):

首先去扫描 @Aspect 注解定义的 切面:

切面代码:

import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Aspect    // for aop
@Component // for auto scan
@Order(0)  // execute before @Transactional
public class DataSourceInterceptor {
    @Pointcut("execution(public * net.aazj.service..*.get*(..))")
    public void dataSourceSlave(){};
    @Before("dataSourceSlave()")
    public void before(JoinPoint jp) {
        DataSourceTypeManager.set(DataSources.SLAVE);
    }
}

我们使用到了 @Aspect 来定义一个切面;

@Component是配合,不然扫描不到;

@Order定义了该切面切入的顺序 ,因为在同一个切点,可能同时存在多个切面,那么在这多个切面之间就存在一个执行顺序的问题。

该例子是一个切换数据源的切面,那么他应该在 事务处理 切面之前执行,所以我们使用 @Order(0) 来确保先切换数据源,然后加入事务处理。

@Order的参数越小,优先级越高,默认的优先级最低:

/**
 * Annotation that defines ordering. The value is optional, and represents order value
 * as defined in the {@link Ordered} interface. Lower values have higher priority.
 * The default value is {@code Ordered.LOWEST_PRECEDENCE}, indicating
 * lowest priority (losing to any other specified order value).
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD, ElementType.FIELD})
public @interface Order {
    /**
     * The order value. Default is {@link Ordered#LOWEST_PRECEDENCE}.
     * @see Ordered#getOrder()
     */
    int value() default Ordered.LOWEST_PRECEDENCE;
}
关于数据源的切换可以参加专门的博文:http://www.cnblogs.com/digdeep/p/4512368.html

3) 切点表达式(pointcut)

上面我们看到,无论是 风格的配置,还是 @Aspect 风格的配置,切点表达式都是重点。都是我们必须掌握的。

 1>pointcut语法形式(execution):

execution(modifiers-pattern? ret-type-pattern declaring-type-pattern? name-pattern(param-pattern)throws-pattern?)

带有 ? 号的部分是可选的,所以可以简化成: ret-type-pattern name-pattern(param_pattern) 返回类型,方法名称,参数三部分来匹配 。

配置起来其实也很简单: * 表示任意返回类型,任意方法名,任意一个参数类型; .. 连续两个点表示0个或多个包路径,还有0个或多个参数 。就是这么简单。看下例子:

execution(* net.aazj.service..*.get*(..)) :表示net.aazj.service包或者子包下的以get开头的方法,参数可以是0个或者多个(参数不限);
execution(* net.aazj.service.AccountService.*(..)): 表示AccountService接口下的任何方法,参数不限;
注意这里,将类名和包路径是一起来处理的,并没有进行区分,因为类名也是包路径的一部分。
参数param- pattern 部分比较复杂: () 表示没有参数,(..)参数不限,(*,String) 第一个参数不限类型,第二参数为String .

2>within() 语法:

within()只能指定(限定)包路径(类名也可以看做是包路径),表示某个包下或者子报下的所有方法:

within(net.aazj.service.*), within(net.aazj.service..*),within(net.aazj.service.UserServiceImpl.*)

3>this() 与 target():

this是指代理对象,target是指被代理对象(目标对象)。所以 this() 和 target() 分别限定 代理对象的类型和被代理对象的类型:

this(net.aazj.service.UserService): 实现了UserService的代理对象(中的所有方法); 

target (net.aazj.service.UserService): 被代理对象 实现了UserService(中的所有方法);

4> args():

限定方法的参数的类型:

args(net.aazj.pojo.User): 参数为User类型的方法。
5>@target(), @within(), @annotation(), @args():

这些语法形式都是针对注解的 ,比如 带有某个注解的 类 , 带有某个注解的 方法, 参数的类型 带有某个注解 :

@within(org.springframework.transaction.annotation.Transactional) 
@target(org.springframework.transaction.annotation.Transactional)

两者都是指被代理对象 类 上有 @Transactional 注解的(类的所有方法),(两者似乎没有区别???)

@annotation(org.springframework.transaction.annotation.Transactional):  方法 带有 @Transactional 注解的所有方法 

@args(org.springframework.transaction.annotation.Transactional): 参数的类型 带有 @Transactional 注解 的所有方法 

6>bean(): 指定某个bean的名称

bean(userService): bean的id为 "userService" 的所有方法;

bean(*Service): bean的id为 "Service"字符串结尾的所有方法;

另外注意上面这些表达式是可以利用 ||, &&, ! 进行自由组合的。比如:execution(public * net.aazj.service..*.getUser(..)) && args(Integer,..)

4. 向注解处理方法传递参数

有时我们在写注解处理方法时,需要访问被拦截的方法的参数。此时我们可以使用 args() 来传递参数,下面看一个例子:

@Aspect
@Component // for auto scan
//@Order(2)
public class LogInterceptor {    
    @Pointcut("execution(public * net.aazj.service..*.getUser(..))")
    public void myMethod(){};
    @Before("myMethod()")
    public void before() {
        System.out.println("method start");
    } 
    @After("myMethod()")
    public void after() {
        System.out.println("method after");
    } 
    @AfterReturning("execution(public * net.aazj.mapper..*.*(..))")
    public void AfterReturning() {
        System.out.println("method AfterReturning");
    } 
    @AfterThrowing("execution(public * net.aazj.mapper..*.*(..))")
//  @Around("execution(public * net.aazj.mapper..*.*(..))")
    public void AfterThrowing() {
        System.out.println("method AfterThrowing");
    } 
    @Around("execution(public * net.aazj.mapper..*.*(..))")
    public Object Around(ProceedingJoinPoint jp) throws Throwable {
        System.out.println("method Around");
        SourceLocation sl = jp.getSourceLocation();
        Object ret = jp.proceed();
        System.out.println(jp.getTarget());
        return ret;
    } 
    @Before("execution(public * net.aazj.service..*.getUser(..)) && args(userId,..)")
    public void before3(int userId) {
        System.out.println("userId-----" + userId);
    }  
    @Before("myMethod()")
    public void before2(JoinPoint jp) {
        Object[] args = jp.getArgs();
        System.out.println("userId11111: " + (Integer)args[0]);
        System.out.println(jp.getTarget());
        System.out.println(jp.getThis());
        System.out.println(jp.getSignature());
        System.out.println("method start");
    }    
}

方法:

@Before("execution(public * net.aazj.service..*.getUser(..)) && args(userId,..)")
    public void before3(int userId) {
        System.out.println("userId-----" + userId);
    }

它会拦截 net.aazj.service 包下或者子包下的getUser方法,并且该方法的第一个参数必须是int型的, 那么使用切点表达式args(userId,..) 就可以使我们在切面中的处理方法before3中可以访问这个参数。

before2方法也让我们知道也可以通过 JoinPoint 参数来获得被拦截方法的参数数组。 JoinPoint 是每一个切面处理方法都具有的参数, @Around 类型的具有的参数类型为ProceedingJoinPoint。通过 JoinPoint或者 ProceedingJoinPoint 参数可以访问到被拦截对象的一些信息(参见上面的 before2 方法)。

你可能感兴趣的:(aop,面向切面,编程思想,软件工程,软件开发)