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什么是 AOP
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AOP(Aspect-Oriented Programming), 即 面向切面編程 , 它與 OOP( Object-Oriented Programming, 面向?qū)ο缶幊? 相輔相成, 提供了與 OOP 不同的抽象軟件結(jié)構(gòu)的視角. 在 OOP 中, 我們以類(class)作為我們的基本單元, 而 AOP 中的基本單元是 Aspect(切面)。
Aspect(切面)
aspect 由 pointcount 和 advice 組成, 它既包含了橫切邏輯的定義, 也包括了連接點(diǎn)的定義. Spring AOP就是負(fù)責(zé)實(shí)施切面的框架, 它將切面所定義的橫切邏輯織入到切面所指定的連接點(diǎn)中. AOP的工作重心在于如何將增強(qiáng)織入目標(biāo)對(duì)象的連接點(diǎn)上, 這里包含兩個(gè)工作:
1. 如何通過 pointcut 和 advice 定位到特定的 joinpoint 上。
2. 如何在 advice 中編寫切面代碼。
可以簡單地認(rèn)為, 使用 @Aspect 注解的類就是切面。
advice(增強(qiáng))
由 aspect 添加到特定的 join point(即滿足 point cut 規(guī)則的 join point) 的一段代碼. 許多 AOP框架, 包括 Spring AOP, 會(huì)將 advice 模擬為一個(gè)攔截器(interceptor), 并且在 join point 上維護(hù)多個(gè) advice, 進(jìn)行層層攔截. 例如 HTTP 鑒權(quán)的實(shí)現(xiàn), 我們可以為每個(gè)使用 RequestMapping 標(biāo)注的方法織入 advice, 當(dāng) HTTP 請求到來時(shí), 首先進(jìn)入到 advice 代碼中, 在這里我們可以分析這個(gè) HTTP 請求是否有相應(yīng)的權(quán)限, 如果有, 則執(zhí)行 Controller, 如果沒有, 則拋出異常. 這里的 advice 就扮演著鑒權(quán)攔截器的角色了。
連接點(diǎn)(join point)
a point during the execution of a program, such as the execution of a method or the handling of an exception. In Spring AOP, a join point always represents a method execution.
程序運(yùn)行中的一些時(shí)間點(diǎn), 例如一個(gè)方法的執(zhí)行, 或者是一個(gè)異常的處理.在 Spring AOP 中, join point 總是方法的執(zhí)行點(diǎn), 即只有方法連接點(diǎn)。
切點(diǎn)(point cut)
匹配 join point 的謂詞(a predicate that matches join points). Advice 是和特定的 point cut 關(guān)聯(lián)的, 并且在 point cut 相匹配的 join point 中執(zhí)行.在 Spring 中, 所有的方法都可以認(rèn)為是 joinpoint, 但是我們并不希望在所有的方法上都添加 Advice, 而 pointcut 的作用就是提供一組規(guī)則(使用 AspectJ pointcut expression language 來描述) 來匹配joinpoint, 給滿足規(guī)則的 joinpoint 添加 Advice。
關(guān)于join point 和 point cut 的區(qū)別
在 Spring AOP 中, 所有的方法執(zhí)行都是 join point. 而 point cut 是一個(gè)描述信息, 它修飾的是 join point, 通過 point cut, 我們就可以確定哪些 join point 可以被織入 Advice. 因此 join point 和 point cut 本質(zhì)上就是兩個(gè)不同緯度上的東西.advice 是在 join point 上執(zhí)行的, 而 point cut 規(guī)定了哪些 join point 可以執(zhí)行哪些 advice。
introduction
為一個(gè)類型添加額外的方法或字段. Spring AOP 允許我們?yōu)?目標(biāo)對(duì)象 引入新的接口(和對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)). 例如我們可以使用 introduction 來為一個(gè) bean 實(shí)現(xiàn) IsModified 接口, 并以此來簡化 caching 的實(shí)現(xiàn)。
目標(biāo)對(duì)象(Target)
織入 advice 的目標(biāo)對(duì)象. 目標(biāo)對(duì)象也被稱為 advised object.因?yàn)?Spring AOP 使用運(yùn)行時(shí)代理的方式來實(shí)現(xiàn) aspect, 因此 adviced object 總是一個(gè)代理對(duì)象(proxied object)注意, adviced object 指的不是原來的類, 而是織入 advice 后所產(chǎn)生的代理類。
AOP proxy
一個(gè)類被 AOP 織入 advice, 就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果類, 它是融合了原類和增強(qiáng)邏輯的代理類. 在 Spring AOP 中, 一個(gè) AOP 代理是一個(gè) JDK 動(dòng)態(tài)代理對(duì)象或 CGLIB 代理對(duì)象。
織入(Weaving)
將 aspect 和其他對(duì)象連接起來, 并創(chuàng)建 adviced object 的過程. 根據(jù)不同的實(shí)現(xiàn)技術(shù), AOP織入有三種方式:
編譯器織入, 這要求有特殊的Java編譯器。
類裝載期織入, 這需要有特殊的類裝載器。
動(dòng)態(tài)代理織入, 在運(yùn)行期為目標(biāo)類添加增強(qiáng)(Advice)生成子類的方式. Spring 采用動(dòng)態(tài)代理織入, 而AspectJ采用編譯器織入和類裝載期織入。
advice 的類型
before advice, 在 join point 前被執(zhí)行的 advice. 雖然 before advice 是在 join point 前被執(zhí)行, 但是它并不能夠阻止 join point 的執(zhí)行, 除非發(fā)生了異常(即我們在 before advice 代碼中, 不能人為地決定是否繼續(xù)執(zhí)行 join point 中的代碼)。
after return advice, 在一個(gè) join point 正常返回后執(zhí)行的 advice。
after throwing advice, 當(dāng)一個(gè) join point 拋出異常后執(zhí)行的 advice。
after(final) advice, 無論一個(gè) join point 是正常退出還是發(fā)生了異常, 都會(huì)被執(zhí)行的 advice。
around advice, 在 join point 前和 joint point 退出后都執(zhí)行的 advice. 這個(gè)是最常用的 advice。
關(guān)于 AOP Proxy
Spring AOP 默認(rèn)使用標(biāo)準(zhǔn)的 JDK 動(dòng)態(tài)代理(dynamic proxy)技術(shù)來實(shí)現(xiàn) AOP 代理, 通過它, 我們可以為任意的接口實(shí)現(xiàn)代理.如果需要為一個(gè)類實(shí)現(xiàn)代理, 那么可以使用 CGLIB 代理. 當(dāng)一個(gè)業(yè)務(wù)邏輯對(duì)象沒有實(shí)現(xiàn)接口時(shí), 那么Spring AOP 就默認(rèn)使用 CGLIB 來作為 AOP 代理了. 即如果我們需要為一個(gè)方法織入 advice, 但是這個(gè)方法不是一個(gè)接口所提供的方法, 則此時(shí) Spring AOP 會(huì)使用 CGLIB 來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代理. 鑒于此, Spring AOP 建議基于接口編程, 對(duì)接口進(jìn)行 AOP 而不是類。
徹底理解 aspect, join point, point cut, advice
@AspectJ 支持
@AspectJ 是一種使用 Java 注解來實(shí)現(xiàn) AOP 的編碼風(fēng)格. @AspectJ 風(fēng)格的 AOP 是 AspectJ Project 在 AspectJ 5 中引入的, 并且 Spring 也支持@AspectJ 的 AOP 風(fēng)格。
使能 @AspectJ 支持
@AspectJ 可以以 XML 的方式或以注解的方式來使能, 并且不論以哪種方式使能@ASpectJ, 我們都必須保證 aspectjweaver.jar 在 classpath 中。
使用 Java Configuration 方式使能@AspectJ
@Configuration
@EnableAspectJAutoProxypublic class AppConfig {}使用 XML 方式使能@AspectJ
定義 aspect(切面)
當(dāng)使用注解 @Aspect 標(biāo)注一個(gè) Bean 后, 那么 Spring 框架會(huì)自動(dòng)收集這些 Bean, 并添加到 Spring AOP 中, 例如:
@Component@Aspectpublicclass MyTest {
}注意, 僅僅使用@Aspect 注解, 并不能將一個(gè) Java 對(duì)象轉(zhuǎn)換為 Bean, 因此我們還需要使用類似 @Component 之類的注解.注意, 如果一個(gè) 類被@Aspect 標(biāo)注, 則這個(gè)類就不能是其他 aspect 的 advised object 了, 因?yàn)槭褂?@Aspect 后, 這個(gè)類就會(huì)被排除在 auto-proxying 機(jī)制之外。
聲明 pointcut
一個(gè) pointcut 的聲明由兩部分組成:
一個(gè)方法簽名, 包括方法名和相關(guān)參數(shù)。
一個(gè) pointcut 表達(dá)式, 用來指定哪些方法執(zhí)行是我們感興趣的(即因此可以織入 advice)。
在@AspectJ 風(fēng)格的 AOP 中, 我們使用一個(gè)方法來描述 pointcut, 即:
@Pointcut("execution(* com.xys.service.UserService.*(..))") // 切點(diǎn)表達(dá)式private void dataAccessOperation() {} // 切點(diǎn)前面這個(gè)方法必須無返回值.這個(gè)方法本身就是 pointcut signature, pointcut 表達(dá)式使用@Pointcut 注解指定.上面我們簡單地定義了一個(gè) pointcut, 這個(gè) pointcut 所描述的是: 匹配所有在包 com.xys.service.UserService 下的所有方法的執(zhí)行。
切點(diǎn)標(biāo)志符(designator)
AspectJ5 的切點(diǎn)表達(dá)式由標(biāo)志符(designator)和操作參數(shù)組成. 如 "execution( greetTo(..))" 的切點(diǎn)表達(dá)式, execution 就是 標(biāo)志符, 而圓括號(hào)里的 greetTo(..) 就是操作參數(shù)。
execution
匹配 join point 的執(zhí)行, 例如 "execution(* hello(..))" 表示匹配所有目標(biāo)類中的 hello() 方法. 這個(gè)是最基本的 pointcut 標(biāo)志符。
within
匹配特定包下的所有 join point, 例如 within(com.xys.*) 表示 com.xys 包中的所有連接點(diǎn), 即包中的所有類的所有方法。 而 within(com.xys.service.*Service) 表示在 com.xys.service 包中所有以 Service 結(jié)尾的類的所有的連接點(diǎn)。
this 與 target
this 的作用是匹配一個(gè) bean, 這個(gè) bean(Spring AOP proxy) 是一個(gè)給定類型的實(shí)例(instance of). 而 target 匹配的是一個(gè)目標(biāo)對(duì)象(target object, 即需要織入 advice 的原始的類), 此對(duì)象是一個(gè)給定類型的實(shí)例(instance of)。
bean
匹配 bean 名字為指定值的 bean 下的所有方法, 例如:
bean(*Service) // 匹配名字后綴為 Service 的 bean 下的所有方法
bean(myService) // 匹配名字為 myService 的 bean 下的所有方法
args
匹配參數(shù)滿足要求的的方法. 例如:
@Pointcut("within(com.xys.demo2.*)")public void pointcut2() {
}@Before(value = "pointcut2() && args(name)")public void doSomething(String name){
logger.info("---page: {}---",
name);}@Servicepublic class NormalService { private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass()); public void someMethod() { logger.info("---NormalService: someMethod invoked---"); } public String test(String name) { logger.info("---NormalService: test invoked---"); return "服務(wù)一切正常"; }}當(dāng) NormalService.test 執(zhí)行時(shí), 則 advice doSomething 就會(huì)執(zhí)行, test 方法的參數(shù) name 就會(huì)傳遞到 doSomething 中。
常用例子:
// 匹配只有一個(gè)參數(shù) name 的方法@Before(value = "aspectMethod() && args(name)")
public void doSomething(String name) {
}// 匹配第一個(gè)參數(shù)為 name 的方法@Before(value = "aspectMethod() && args(name, ..)")
public void doSomething(String name) {
}// 匹配第二個(gè)參數(shù)為 name 的方法Before(value = "aspectMethod() && args(*, name, ..)")
public void doSomething(String name) {
}@annotation
匹配由指定注解所標(biāo)注的方法, 例如:
@Pointcut("@annotation(com.xys.demo1.AuthChecker)")
public void pointcut() {
}則匹配由注解 AuthChecker 所標(biāo)注的方法。
常見的切點(diǎn)表達(dá)式
匹配方法簽名
// 匹配指定包中的所有的方法 execution(* com.xys.service.*(..))// 匹配當(dāng)前包中的指定類的所有方法execution(* UserService.*(..))// 匹配指定包中的所有 public 方法execution(public * com.xys.service.*(..))// 匹配指定包中的所有 public 方法, 并且返回值是 int 類型的方法execution(public int com.xys.service.*(..))// 匹配指定包中的所有 public 方法, 并且第一個(gè)參數(shù)是 String, 返回值是 int 類型的方法execution(public int com.xys.service.*(String name, ..))匹配類型簽名// 匹配指定包中的所有的方法, 但不包括子包within(com.xys.service.*)// 匹配指定包中的所有的方法, 包括子包within(com.xys.service..*)// 匹配當(dāng)前包中的指定類中的方法within(UserService)// 匹配一個(gè)接口的所有實(shí)現(xiàn)類中的實(shí)現(xiàn)的方法within(UserDao+)匹配 Bean 名字// 匹配以指定名字結(jié)尾的 Bean 中的所有方法bean(*Service)切點(diǎn)表達(dá)式組合// 匹配以 Service 或 ServiceImpl 結(jié)尾的 beanbean(*Service || *ServiceImpl)// 匹配名字以 Service 結(jié)尾, 并且在包 com.xys.service 中的 beanbean(*Service) && within(com.xys.service.*)
聲明 advice
advice 是和一個(gè) pointcut 表達(dá)式關(guān)聯(lián)在一起的, 并且會(huì)在匹配的 join point 的方法執(zhí)行的前/后/周圍 運(yùn)行. pointcut 表達(dá)式可以是簡單的一個(gè) pointcut 名字的引用, 或者是完整的 pointcut 表達(dá)式. 下面我們以幾個(gè)簡單的 advice 為例子, 來看一下一個(gè) advice 是如何聲明的。
Before advice
/**
* @author xiongyongshun
* @version 1.0
* @created 16/9/9 13:13
*/@Component@Aspectpublic class BeforeAspectTest { // 定義一個(gè) Pointcut, 使用 切點(diǎn)表達(dá)式函數(shù) 來描述對(duì)哪些 Join point 使用 advise.
@Pointcut("execution(* com.xys.service.UserService.*(..))")
public void dataAccessOperation() {
}
}@Component@Aspectpublic class AdviseDefine {
// 定義 advise @Before("com.xys.aspect.PointcutDefine.dataAccessOperation()")
public void doBeforeAccessCheck(JoinPoint joinPoint) { System.out.println("*****Before advise, method: " + joinPoint.getSignature().toShortString() + " *****");
}
}這里, @Before 引用了一個(gè) pointcut, 即 "com.xys.aspect.PointcutDefine.dataAccessOperation()" 是一個(gè) pointcut 的名字。
如果我們在 advice 在內(nèi)置 pointcut, 則可以:
@Component@Aspectpublic class AdviseDefine { // 將 pointcut 和 advice 同時(shí)定義
@Before("within(com.xys.service..*)") public void doAccessCheck(JoinPoint joinPoint) {
System.out.println("*****doAccessCheck, Before advise, method: " + joinPoint.getSignature().toShortString() + " *****");
}
}
around advice
around advice 比較特別, 它可以在一個(gè)方法的之前之前和之后添加不同的操作, 并且甚至可以決定何時(shí), 如何, 是否調(diào)用匹配到的方法.@Component@Aspectpublic class AdviseDefine { // 定義 advise @Around("com.xys.aspect.PointcutDefine.dataAccessOperation()")
public Object doAroundAccessCheck(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
StopWatch stopWatch = new StopWatch();
stopWatch.start(); // 開始
Object retVal = pjp.proceed();
stopWatch.stop();
// 結(jié)束
System.out.println("invoke method: " + pjp.getSignature().getName() + ", elapsed time: " + stopWatch.getTotalTimeMillis()); return retVal;
}
}around advice 和前面的 before advice 差不多, 只是我們把注解 @Before 改為了 @Around 了。
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