Spring实战 | Spring AOP核心功能分析之葵花宝典

国庆中秋特辑系列文章：

国庆中秋特辑（八）Spring Boot项目如何使用JPA

国庆中秋特辑（七）Java软件工程师常见20道编程面试题

国庆中秋特辑（六）大学生常见30道宝藏编程面试题

国庆中秋特辑（五）MySQL如何性能调优？下篇

国庆中秋特辑（四）MySQL如何性能调优？上篇

国庆中秋特辑（三）使用生成对抗网络（GAN）生成具有节日氛围的画作，深度学习框架 TensorFlow 和 Keras 来实现

国庆中秋特辑（二）浪漫祝福方式 使用生成对抗网络（GAN）生成具有节日氛围的画作

国庆中秋特辑（一）浪漫祝福方式 用循环神经网络（RNN）或长短时记忆网络（LSTM）生成祝福诗词

Spring AOP（Aspect-Oriented Programming，面向切面编程）是 Spring 框架的一个重要模块。

一、Spring AOP 简介

Spring AOP（Aspect-Oriented Programming，面向切面编程）是 Spring 框架的一个重要模块，用于提供声明式的事务管理、日志记录、性能监控等功能。Spring AOP 底层依赖于 AspectJ 实现，可以与 Spring 框架无缝集成，提供一种更加简单、直观的方式来处理企业应用中的常见问题。

二、Spring AOP 原理

1. 代理机制
   Spring AOP 采用代理机制实现，可以分为 JDK 动态代理和 CGLIB 动态代理。JDK 动态代理是通过实现目标类的接口，生成目标类的代理对象；CGLIB 动态代理是通过继承目标类，生成目标类的子类作为代理对象。
2. 通知（Advice）
   通知是 Spring AOP 中实现切面功能的核心，可以分为五种类型：Before、After、AfterReturning、AfterThrowing 和 Around。通知的作用是在目标方法执行前、后或者抛出异常时执行特定的逻辑，实现对目标方法的增强。
3. 切入点（Pointcut）
   切入点是 Spring AOP 中定义的一个表达式，用于指定哪些方法需要被增强。切点表达式可以使用 AspectJ 语言来编写，非常灵活。通过定义切入点，可以精确地控制哪些方法需要被增强。
4. 切面（Aspect）
   切面是 Spring AOP 中的一种组件，包含切点和通知。切面可以将通用的逻辑（如日志、事务管理等）封装在一起，便于管理和维护。在 Spring AOP 中，可以通过 XML 配置文件或者 Java 代码来定义切面。
5. 自动代理
   Spring AOP 框架支持自动代理，可以在运行时自动为指定类生成代理对象。自动代理的核心是 Spring AOP 容器，负责管理代理对象、切面和通知。通过自动代理，可以简化开发者的操作，提高开发效率。

三、Spring AOP 案例分析

以下通过一个简单的案例来演示 Spring AOP 的使用。

1. 配置文件
   首先，创建一个配置文件 applicationContext.xml，用于定义目标类和切面类。

<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.xsd  
      http://www.springframework.org/schema/aop  
      http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">
     
   <bean id="target" class="com.example.TargetClass">bean>
     
   <bean id="aspect" class="com.example.AspectClass">bean>
     
   <aop:config proxy-target-class="true">  
         
       <aop:aspect ref="aspect">  
           <aop:before pointcut="execution(* com.example.TargetClass.*(..))" method="com.example.AspectClass.beforeAdvice">aop:before>  
           <aop:after pointcut="execution(* com.example.TargetClass.*(..))" method="com.example.AspectClass.afterAdvice">aop:after>  
       aop:aspect>  
   aop:config>  
beans>  

2. 目标类（TargetClass）
   目标类是一个简单的计算类，包含两个方法：doAdd 和 doSubtract。

package com.example;
public class TargetClass {  
   public int doAdd(int a, int b) {  
       System.out.println("TargetClass doAdd method called");  
       return a + b;  
   }
   public int doSubtract(int a, int b) {  
       System.out.println("TargetClass doSubtract method called");  
       return a - b;  
   }  
}

3. 切面类（AspectClass）
   切面类包含两个通知方法：beforeAdvice 和 afterAdvice，分别用于在目标方法执行前和执行后执行特定逻辑。

package com.example;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;  
import org.aspectj.lang.annotation.Before;  
import org.aspectj.lang.annotation.After;
public class AspectClass {  
   @Before("execution(* com.example.TargetClass.*(..))")  
   public void beforeAdvice(JoinPoint joinPoint) {  
       System.out.println("Before advice: " + joinPoint.getSignature().getName());  
   }
   @After("execution(* com.example.TargetClass.*(..))")  
   public void afterAdvice(JoinPoint joinPoint) {  
       System.out.println("After advice: " + joinPoint.getSignature().getName());  
   }  
}

4. 测试类（TestClass）
   测试类用于测试 Spring AOP 的效果。

package com.example;
import org.springframework.context.ApplicationContext;  
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
public class TestClass {  
   public static void main(String[] args) {  
       ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");  
       TargetClass target = (TargetClass) context.getBean("target");
       int result1 = target.doAdd(2, 3);  
       int result2 = target.doSubtract(5, 2);
       System.out.println("Result 1: " + result1);  
       System.out.println("Result 2: " + result2);  
   }  
}

运行测试类，输出结果如下：

TargetClass doAdd method called  
Before advice: doAdd  
After advice: doAdd  
Result 1: 5  
TargetClass doSubtract method called  
Before advice: doSubtract  
After advice: doSubtract  
Result 2: 3  

从输出结果可以看出，在目标方法执行前和执行后分别执行了 beforeAdvice 和 afterAdvice 方法，说明 Spring AOP 已经成功实现了对目标方法的增强。

四、Spring AOP 提供了两种动态代理方式

JDK 动态代理和 CGLIB 动态代理。JDK 动态代理是基于接口实现的，而 CGLIB 动态代理是基于类实现的。这两种代理方式在性能上有一定的差别，JDK 动态代理更适合用于接口较多的场景，而 CGLIB 动态代理则更适合用于类较多的场景。
4.1 下面是一个简单的 Spring AOP JDK 动态代理示例，演示了如何使用 Spring AOP 实现日志切面：

1. 首先，创建一个切面类（Aspect），包含一个通知（Advice）：

package com.example.aspect;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;  
import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;  
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;  
import org.aspectj.lang.annotation.Before;  
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;  
import org.springframework.stereotype.Component;
@Aspect  
@Component  
public class LoggingAspect {
   @Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")  
   public void serviceMethods() {  
   }
   @Before("serviceMethods()")  
   public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {  
       System.out.println("Before method: " + joinPoint.getSignature().getName());  
   }
   @AfterReturning(pointcut = "serviceMethods()", returning = "result")  
   public void logAfterReturning(JoinPoint joinPoint, Object result) {  
       System.out.println("After returning method: " + joinPoint.getSignature().getName());  
       System.out.println("Result: " + result);  
   }  
}

2. 接下来，创建一个目标类（Target Class），包含一个需要增强的方法：

package com.example.service;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service  
public class TargetService {
   public String sayHello(String name) {  
       System.out.println("Hello, " + name);  
       return "Hello, " + name;  
   }  
}

3. 然后，创建一个 Spring 配置类，启用 AOP 支持，并扫描包含切面和目标类的包：

package com.example;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;  
import org.springframework.context.annotation.Configuration;  
import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;
@Configuration  
@EnableAspectJAutoProxy  
@ComponentScan(basePackages = {"com.example.aspect", "com.example.service"})  
public class AppConfig {  
}

4. 最后，创建一个测试类，使用 Spring AOP 提供的 API 调用目标类的方法：

package com.example;
import org.springframework.context.ApplicationContext;  
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;  
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component  
public class Test {
   public static void main(String[] args) {  
       ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);  
       TargetService targetService = context.getBean(TargetService.class);  
       String result = targetService.sayHello("World");  
       System.out.println("Result: " + result);  
   }  
}

运行测试类，你将看到目标方法被切面增强的日志输出。这个示例展示了如何使用 Spring AOP JDK 动态代理实现简单的日志切面，以记录目标方法执行的前后状态。这有助于实现代码的重用和提高可维护性。

4.2 下面是一个简单的 Spring AOP CGLIB 动态代理示例，演示了如何使用 Spring AOP 实现日志切面：

1. 首先，创建一个切面类（Aspect），包含一个通知（Advice）：

package com.example.aspect;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;  
import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;  
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;  
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;  
import org.springframework.stereotype.Component;
@Aspect  
@Component  
public class LoggingAspect {
   @Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")  
   public void serviceMethods() {  
   }
   @Before("serviceMethods()")  
   public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {  
       System.out.println("Before method: " + joinPoint.getSignature().getName());  
   }
   @AfterReturning(pointcut = "serviceMethods()", returning = "result")  
   public void logAfterReturning(JoinPoint joinPoint, Object result) {  
       System.out.println("After returning method: " + joinPoint.getSignature().getName());  
       System.out.println("Result: " + result);  
   }  
}

2. 接下来，创建一个目标类（Target Class），包含一个需要增强的方法：

package com.example.service;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service  
public class TargetService {
   public String sayHello(String name) {  
       System.out.println("Hello, " + name);  
       return "Hello, " + name;  
   }  
}

3. 然后，创建一个 Spring 配置类，启用 AOP 支持，并扫描包含切面和目标类的包：

package com.example;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;  
import org.springframework.context.annotation.Configuration;  
import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;
@Configuration  
@EnableAspectJAutoProxy  
@ComponentScan(basePackages = {"com.example.aspect", "com.example.service"})  
public class AppConfig {  
}

4. 最后，创建一个测试类，使用 Spring AOP 提供的 API 调用目标类的方法：

package com.example;
import org.springframework.context.ApplicationContext;  
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;  
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component  
public class Test {
   public static void main(String[] args) {  
       ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);  
       TargetService targetService = context.getBean(TargetService.class);  
       String result = targetService.sayHello("World");  
       System.out.println("Result: " + result);  
   }  
}

运行测试类，你将看到目标方法被切面增强的日志输出。这有助于实现代码的重用和提高可维护性。
需要注意的是，CGLIB 动态代理需要 TargetService 类实现 equals() 和 hashCode() 方法，否则会报错。这是因为 CGLIB 需要生成目标类的代理类，而如果 TargetService 类没有实现 equals() 和 hashCode() 方法，那么生成的代理类将无法正确处理目标类的对象。