面向切面：AOP
文章目录
- 简介
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- 相关术语
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- ①横切关注点
- ②通知（增强）
- ③切面
- ④目标
- ⑤代理
- ⑥连接点
- ⑦切入点
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- 场景模拟
- 代理模式
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- 静态代理
- 动态代理
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- 基于注解的AOP（重点）
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- 准备工作
- 各种通知
- 切入点表达式语法
- 重用切入点表达式
- 获取通知的相关信息
- 环绕通知
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- 切面的优先级
- 基于XML的AOP(看看就行)
简介
AOP（Aspect Oriented Programming）是一种设计思想，是软件设计领域中的面向切面编程，它是面向对象编程的一种补充和完善，它以通过预编译方式和运行期动态代理方式实现，在不修改源代码的情况下，给程序动态统一添加额外功能的一种技术。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离，从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低，提高程序的可重用性，同时提高了开发的效率。
作用
-
简化代码：把方法中固定位置的重复的代码抽取出来，让被抽取的方法更专注于自己的核心功能，提高内聚性。
-
代码增强：把特定的功能封装到切面类中，看哪里有需要，就往上套，被套用了切面逻辑的方法就被切面给增强了。
相关术语
①横切关注点
分散在每个各个模块中解决同一样的问题，如用户验证、日志管理、事务处理、数据缓存都属于横切关注点。
从每个方法中抽取出来的同一类非核心业务。在同一个项目中，我们可以使用多个横切关注点对相关方法进行多个不同方面的增强。
这个概念不是语法层面的，而是根据附加功能的逻辑上的需要：有十个附加功能，就有十个横切关注点。
②通知（增强）
增强，通俗说，就是你想要增强的功能，比如 安全，事务，日志等。
每一个横切关注点上要做的事情都需要写一个方法来实现，这样的方法就叫通知方法。
- 前置通知：在被代理的目标方法前执行
- 返回通知：在被代理的目标方法成功结束后执行（寿终正寝）
- 异常通知：在被代理的目标方法异常结束后执行（死于非命）
- 后置通知：在被代理的目标方法最终结束后执行（盖棺定论）
- 环绕通知：使用try…catch…finally结构围绕整个被代理的目标方法，包括上面四种通知对应的所有位置
③切面
封装通知方法的类。
④目标
被代理的目标对象。
⑤代理
向目标对象应用通知之后创建的代理对象。
⑥连接点
这也是一个纯逻辑概念，不是语法定义的。
把方法排成一排，每一个横切位置看成x轴方向，把方法从上到下执行的顺序看成y轴，x轴和y轴的交叉点就是连接点。通俗说，就是spring允许你使用通知的地方
⑦切入点
定位连接点的方式。
每个类的方法中都包含多个连接点，所以连接点是类中客观存在的事物（从逻辑上来说）。
如果把连接点看作数据库中的记录，那么切入点就是查询记录的 SQL 语句。
Spring 的 AOP 技术可以通过切入点定位到特定的连接点。通俗说，要实际去增强的方法
切点通过 org.springframework.aop.Pointcut 接口进行描述，它使用类和方法作为连接点的查询条件。
场景模拟
声明计算器接口Calculator，包含加减乘除的抽象方法
public interface Calculator {
int add(int i, int j);
int sub(int i, int j);
int mul(int i, int j);
int div(int i, int j);
}
创建实现类
public class CalculatorImpl implements Calculator {
@Override
public int add(int i, int j) {
int result = i + j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
return result;
}
@Override
public int sub(int i, int j) {
int result = i - j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
return result;
}
@Override
public int mul(int i, int j) {
int result = i * j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
return result;
}
@Override
public int div(int i, int j) {
int result = i / j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
return result;
}
}
创建带日志功能的实现类
public class CalculatorLogImpl implements Calculator {
@Override
public int add(int i, int j) {
System.out.println("[日志] add 方法开始了，参数是：" + i + "," + j);
int result = i + j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
System.out.println("[日志] add 方法结束了，结果是：" + result);
return result;
}
@Override
public int sub(int i, int j) {
System.out.println("[日志] sub 方法开始了，参数是：" + i + "," + j);
int result = i - j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
System.out.println("[日志] sub 方法结束了，结果是：" + result);
return result;
}
@Override
public int mul(int i, int j) {
System.out.println("[日志] mul 方法开始了，参数是：" + i + "," + j);
int result = i * j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
System.out.println("[日志] mul 方法结束了，结果是：" + result);
return result;
}
@Override
public int div(int i, int j) {
System.out.println("[日志] div 方法开始了，参数是：" + i + "," + j);
int result = i / j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
System.out.println("[日志] div 方法结束了，结果是：" + result);
return result;
}
}
提出问题
①现有代码缺陷
针对带日志功能的实现类，我们发现有如下缺陷：
- 对核心业务功能有干扰，导致程序员在开发核心业务功能时分散了精力
- 附加功能分散在各个业务功能方法中，不利于统一维护
②解决思路
解决这两个问题，核心就是：解耦。我们需要把附加功能从业务功能代码中抽取出来。
③困难
解决问题的困难：要抽取的代码在方法内部，靠以前把子类中的重复代码抽取到父类的方式没法解决。所以需要引入新的技术。
代理模式
静态代理
创建静态代理类：
public class CalculatorStaticProxy implements Calculator {
// 将被代理的目标对象声明为成员变量
private Calculator target;
public CalculatorStaticProxy(Calculator target) {
this.target = target;
}
@Override
public int add(int i, int j) {
// 附加功能由代理类中的代理方法来实现
System.out.println("[日志] add 方法开始了，参数是：" + i + "," + j);
// 通过目标对象来实现核心业务逻辑
int addResult = target.add(i, j);
System.out.println("[日志] add 方法结束了，结果是：" + addResult);
return addResult;
}
}
静态代理确实实现了解耦，但是由于代码都写死了，完全不具备任何的灵活性。就拿日志功能来说，将来其他地方也需要附加日志，那还得再声明更多个静态代理类，那就产生了大量重复的代码，日志功能还是分散的，没有统一管理。
提出进一步的需求：将日志功能集中到一个代理类中，将来有任何日志需求，都通过这一个代理类来实现。这就需要使用动态代理技术了。
动态代理
public class ProxyFactory {
private Object target;
public ProxyFactory(Object target) {
this.target = target;
}
public Object getProxy(){
/**
* newProxyInstance()：创建一个代理实例
* 其中有三个参数：
* 1、classLoader：加载动态生成的代理类的类加载器
* 2、interfaces：目标对象实现的所有接口的class对象所组成的数组
* 3、invocationHandler：设置代理对象实现目标对象方法的过程，即代理类中如何重写接口中的抽象方法
*/
ClassLoader classLoader = target.getClass().getClassLoader();
Class<?>[] interfaces = target.getClass().getInterfaces();
InvocationHandler invocationHandler = new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
/**
* proxy：代理对象
* method：代理对象需要实现的方法，即其中需要重写的方法
* args：method所对应方法的参数
*/
Object result = null;
try {
System.out.println("[动态代理][日志] "+method.getName()+"，参数："+ Arrays.toString(args));
result = method.invoke(target, args);
System.out.println("[动态代理][日志] "+method.getName()+"，结果："+ result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("[动态代理][日志] "+method.getName()+"，异常："+e.getMessage());
} finally {
System.out.println("[动态代理][日志] "+method.getName()+"，方法执行完毕");
}
return result;
}
};
return Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, invocationHandler);
}
}
测试
@Test
public void testDynamicProxy(){
ProxyFactory factory = new ProxyFactory(new CalculatorLogImpl());
Calculator proxy = (Calculator) factory.getProxy();
proxy.div(1,0); //报错
//proxy.div(1,1);
}
基于注解的AOP（重点）
技术说明：
- 动态代理分为JDK动态代理和cglib动态代理
- 当目标类有接口的情况使用JDK动态代理和cglib动态代理，没有接口时只能使用cglib动态代理
- JDK动态代理动态生成的代理类会在com.sun.proxy包下，类名为$proxy1，和目标类实现相同的接口
- cglib动态代理动态生成的代理类会和目标在在相同的包下，会继承目标类
- 动态代理（InvocationHandler）：JDK原生的实现方式，需要被代理的目标类必须实现接口。因为这个技术要求代理对象和目标对象实现同样的接口（兄弟两个拜把子模式）。
- cglib：通过继承被代理的目标类（认干爹模式）实现代理，所以不需要目标类实现接口。
- AspectJ：是AOP思想的一种实现。本质上是静态代理，将代理逻辑“织入”被代理的目标类编译得到的字节码文件，所以最终效果是动态的。weaver就是织入器。Spring只是借用了AspectJ中的注解。
准备工作
①添加依赖
在IOC所需依赖基础上再加入下面依赖即可：
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframeworkgroupId>
<artifactId>spring-contextartifactId>
<version>6.0.2version>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframeworkgroupId>
<artifactId>spring-aopartifactId>
<version>6.0.2version>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframeworkgroupId>
<artifactId>spring-aspectsartifactId>
<version>6.0.2version>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.junit.jupitergroupId>
<artifactId>junit-jupiter-apiartifactId>
<version>5.3.1version>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4jgroupId>
<artifactId>log4j-coreartifactId>
<version>2.19.0version>
dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4jgroupId>
<artifactId>log4j-slf4j2-implartifactId>
<version>2.19.0version>
dependency>
dependencies>
②准备被代理的目标资源
接口：
public interface Calculator {
int add(int i, int j);
int sub(int i, int j);
int mul(int i, int j);
int div(int i, int j);
}
实现类：
@Component
public class CalculatorImpl implements Calculator {
@Override
public int add(int i, int j) {
int result = i + j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
return result;
}
@Override
public int sub(int i, int j) {
int result = i - j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
return result;
}
@Override
public int mul(int i, int j) {
int result = i * j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
return result;
}
@Override
public int div(int i, int j) {
int result = i / j;
System.out.println("方法内部 result = " + result);
return result;
}
}
创建切面类并配置
package com.test.aop;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.*;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.Arrays;
// @Aspect表示这个类是一个切面类
@Aspect
// @Component注解保证这个切面类能够放入IOC容器
@Component
public class LogAspect {
@Before("execution(public int com.test.aop.CalculatorImpl.*(..))")
public void beforeMethod(JoinPoint joinPoint){
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());
System.out.println("Logger-->前置通知，方法名："+methodName+"，参数："+args);
}
@After("execution(* com.test.aop.CalculatorImpl.*(..))")
public void afterMethod(JoinPoint joinPoint){
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
System.out.println("Logger-->后置通知，方法名："+methodName);
}
@AfterReturning(value = "execution(* com.test.aop.CalculatorImpl.*(..))", returning = "result")
public void afterReturningMethod(JoinPoint joinPoint, Object result){
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
System.out.println("Logger-->返回通知，方法名："+methodName+"，结果："+result);
}
@AfterThrowing(value = "execution(* com.test.aop.CalculatorImpl.*(..))", throwing = "ex")
public void afterThrowingMethod(JoinPoint joinPoint, Throwable ex){
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
System.out.println("Logger-->异常通知，方法名："+methodName+"，异常："+ex);
}
@Around("execution(* com.test.aop.CalculatorImpl.*(..))")
public Object aroundMethod(ProceedingJoinPoint joinPoint){
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());
Object result = null;
try {
System.out.println("环绕通知-->目标对象方法执行之前");
//目标对象（连接点）方法的执行
result = joinPoint.proceed();
System.out.println("环绕通知-->目标对象方法返回值之后");
} catch (Throwable throwable) {
throwable.printStackTrace();
System.out.println("环绕通知-->目标对象方法出现异常时");
} finally {
System.out.println("环绕通知-->目标对象方法执行完毕");
}
return result;
}
}
在Spring的配置文件中配置：
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
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/context
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
http://www.springframework.org/schema/aop
http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">
<context:component-scan base-package="com.test.aop">context:component-scan>
<aop:aspectj-autoproxy />
beans>
执行测试：
public class CalculatorTest {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CalculatorTest.class);
@Test
public void testAdd(){
ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
Calculator calculator = ac.getBean( Calculator.class);
int add = calculator.add(1, 1);
logger.info("执行成功:"+add);
}
}
各种通知
- 前置通知：使用@Before注解标识，在被代理的目标方法前执行
- 返回通知：使用@AfterReturning注解标识，在被代理的目标方法成功结束后执行（寿终正寝）
- 异常通知：使用@AfterThrowing注解标识，在被代理的目标方法异常结束后执行（死于非命）
- 后置通知：使用@After注解标识，在被代理的目标方法最终结束后执行（盖棺定论）
- 环绕通知：使用@Around注解标识，使用try…catch…finally结构围绕整个被代理的目标方法，包括上面四种通知对应的所有位置
各种通知的执行顺序：
- Spring版本5.3.x以前：
- 前置通知
- 目标操作
- 后置通知
- 返回通知或异常通知
- Spring版本5.3.x以后：
- 前置通知
- 目标操作
- 返回通知或异常通知
- 后置通知
切入点表达式语法
①作用
②语法细节
-
用*号代替“权限修饰符”和“返回值”部分表示“权限修饰符”和“返回值”不限
-
在包名的部分，一个“*”号只能代表包的层次结构中的一层，表示这一层是任意的。
- 例如：*.Hello匹配com.Hello，不匹配com.test.Hello
-
在包名的部分，使用“*…”表示包名任意、包的层次深度任意
-
在类名的部分，类名部分整体用*号代替，表示类名任意
-
在类名的部分，可以使用*号代替类名的一部分
- 例如：*Service匹配所有名称以Service结尾的类或接口
-
在方法名部分，可以使用*号表示方法名任意
-
在方法名部分，可以使用*号代替方法名的一部分
- 例如：*Operation匹配所有方法名以Operation结尾的方法
-
在方法参数列表部分，使用(…)表示参数列表任意
-
在方法参数列表部分，使用(int,…)表示参数列表以一个int类型的参数开头
-
在方法参数列表部分，基本数据类型和对应的包装类型是不一样的
- 切入点表达式中使用 int 和实际方法中 Integer 是不匹配的
-
在方法返回值部分，如果想要明确指定一个返回值类型，那么必须同时写明权限修饰符
- 例如：execution(public int …Service.(…, int)) 正确
例如：execution( int *…Service.(…, int)) 错误
- 例如：execution(public int …Service.(…, int)) 正确
重用切入点表达式
①声明
@Pointcut("execution(* com.test.aop.*.*(..))")
public void pointCut(){}
②在同一个切面中使用
@Before("pointCut()")
public void beforeMethod(JoinPoint joinPoint){
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());
System.out.println("Logger-->前置通知，方法名："+methodName+"，参数："+args);
}
③在不同切面中使用
@Before("com.test.aop.CommonPointCut.pointCut()")
public void beforeMethod(JoinPoint joinPoint){
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());
System.out.println("Logger-->前置通知，方法名："+methodName+"，参数："+args);
}
获取通知的相关信息
①获取连接点信息
获取连接点信息可以在通知方法的参数位置设置JoinPoint类型的形参
@Before("execution(public int com.test.aop.CalculatorImpl.*(..))")
public void beforeMethod(JoinPoint joinPoint){
//获取连接点的签名信息
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
//获取目标方法到的实参信息
String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());
System.out.println("Logger-->前置通知，方法名："+methodName+"，参数："+args);
}
②获取目标方法的返回值
@AfterReturning中的属性returning，用来将通知方法的某个形参，接收目标方法的返回值
@AfterReturning(value = "execution(* com.test.aop.CalculatorImpl.*(..))", returning = "result")
public void afterReturningMethod(JoinPoint joinPoint, Object result){
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
System.out.println("Logger-->返回通知，方法名："+methodName+"，结果："+result);
}
③获取目标方法的异常
@AfterThrowing中的属性throwing，用来将通知方法的某个形参，接收目标方法的异常
@AfterThrowing(value = "execution(* com.test.aop.CalculatorImpl.*(..))", throwing = "ex")
public void afterThrowingMethod(JoinPoint joinPoint, Throwable ex){
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
System.out.println("Logger-->异常通知，方法名："+methodName+"，异常："+ex);
}
环绕通知
@Around("execution(* com.test.aop.CalculatorImpl.*(..))")
public Object aroundMethod(ProceedingJoinPoint joinPoint){
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());
Object result = null;
try {
System.out.println("环绕通知-->目标对象方法执行之前");
//目标方法的执行，目标方法的返回值一定要返回给外界调用者
result = joinPoint.proceed();
System.out.println("环绕通知-->目标对象方法返回值之后");
} catch (Throwable throwable) {
throwable.printStackTrace();
System.out.println("环绕通知-->目标对象方法出现异常时");
} finally {
System.out.println("环绕通知-->目标对象方法执行完毕");
}
return result;
}
切面的优先级
相同目标方法上同时存在多个切面时，切面的优先级控制切面的内外嵌套顺序。
- 优先级高的切面：外面
- 优先级低的切面：里面
使用@Order注解可以控制切面的优先级：
- @Order(较小的数)：优先级高
- @Order(较大的数)：优先级低
基于XML的AOP(看看就行)
注意：注解的AOP环境
aop.xml
<context:component-scan base-package="com.test.aop.xml">context:component-scan>
<aop:config>
<aop:aspect ref="loggerAspect">
<aop:pointcut id="pointCut"
expression="execution(* com.test.aop.xml.CalculatorImpl.*(..))"/>
<aop:before method="beforeMethod" pointcut-ref="pointCut">aop:before>
<aop:after method="afterMethod" pointcut-ref="pointCut">aop:after>
<aop:after-returning method="afterReturningMethod" returning="result" pointcut-ref="pointCut">aop:after-returning>
<aop:after-throwing method="afterThrowingMethod" throwing="ex" pointcut-ref="pointCut">aop:after-throwing>
<aop:around method="aroundMethod" pointcut-ref="pointCut">aop:around>
aop:aspect>
aop:config>