大话Spring(三) --- AOP王国

临崖勒马收缰晚，船到江心补漏迟

金蝉未动蝉先觉暗算无常死不知

概述

对于Spring来说，依赖注入、框架对其他JavaEE服务的集成和AOP共同组成Spring框架的“质量三角”

Spring AOP采用动态代理机制和字节码生成技术实现，都是在运行期间为目标对象生成一个代理对象

AOP（Aspect-Oriented Programming，面向方面编程），可以说是OOP（Object-Oriented Programing，面向对象编程）的补充和完善。OOP引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构，用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候，OOP则显得无能为力。也就是说，OOP允许你定义从上到下的关系，但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中，而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。对于其他类型的代码，如安全性、异常处理和透明的持续性也是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切（cross-cutting）代码，在OOP设计中，它导致了大量代码的重复，而不利于各个模块的重用。

而AOP技术则恰恰相反，它利用一种称为“横切”的技术，剖解开封装的对象内部，并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块，并将其名为 “Aspect”，即方面。所谓“方面”，简单地说，就是将那些与业务无关，却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来，便于减少系统的重复代码，降低模块间的耦合度，并有利于未来的可操作性和可维护性。AOP代表的是一个横向的关系，如果说“对象”是一个空心的圆柱体，其中封装的是对象的属性和行为；那么面向方面编程的方法，就仿佛一把利刃，将这些空心圆柱体剖开，以获得其内部的消息。而剖开的切面，也就是所谓的“方面”了。然后它又以巧夺天功的妙手将这些剖开的切面复原，不留痕迹。

使用“横切”技术，AOP把软件系统分为两个部分：核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点，与之关系不大的部分是横切关注点。横切关注点的一个特点是，他们经常发生在核心关注点的多处，而各处都基本相似。比如权限认证、日志、事务处理。Aop 的作用在于分离系统中的各种关注点，将核心关注点和横切关注点分离开来。正如Avanade公司的高级方案构架师Adam Magee所说，AOP的核心思想就是“将应用程序中的商业逻辑同对其提供支持的通用服务进行分离。”

通过对系统需求和实现的识别，我们可以将模块中的这些关注点分为：核心关注点和横切关注点。对于核心关注点而言，通常来说，实现这些关注点的模块是相互独立的，他们分别完成了系统需要的商业逻辑，这些逻辑与具体的业务需求有关。而对于日志、安全、持久化等关注点而言，他们却是商业逻辑模块所共同需要的，这些逻辑分布于核心关注点的各处。在AOP中，诸如这些模块，都称为横切关注点。应用AOP的横切技术，关键就是要实现对关注点的识别。

如果将整个模块比喻为一个圆柱体，那么关注点识别过程可以用三棱镜法则来形容，穿越三棱镜的光束（指需求），照射到圆柱体各处，获得不同颜色的光束，最后识别出不同的关注点

上图识别出来的关注点中，Business Logic属于核心关注点，它会调用到Security，Logging，Persistence等横切关注点。

public class BusinessLogic
{
    public void SomeOperation()
    {
       //验证安全性；Securtity关注点；
       //执行前记录日志；Logging关注点；

DoSomething();

       //保存逻辑运算后的数据；Persistence关注点；
       //执行结束记录日志；Logging关注点；
    }
}

AOP的目的，就是要将诸如Logging之类的横切关注点从BusinessLogic类中分离出来。利用AOP技术，可以对相关的横切关注点封装，形成单独的“aspect”。这就保证了横切关注点的复用。由于BusinessLogic类中不再包含横切关注点的逻辑代码，为达到调用横切关注点的目的，可以利用横切技术，截取BusinessLogic类中相关方法的消息，例如SomeOperation()方法，然后将这些“aspect”织入到该方法中

实现AOP的技术，主要分为两大类：一是采用动态代理技术，利用截取消息的方式，对该消息进行装饰，以取代原有对象行为的执行；二是采用静态织入的方式，引入特定的语法创建“方面”，从而使得编译器可以在编译期间织入有关“方面”的代码。然而殊途同归，实现AOP的技术特性却是相同的，分别为：

1、join point（连接点）：是程序执行中的一个精确执行点，例如类中的一个方法。它是一个抽象的概念，在实现AOP时，并不需要去定义一个join point。
2、point cut（切入点）：本质上是一个捕获连接点的结构。在AOP中，可以定义一个point cut，来捕获相关方法的调用。
3、advice（通知）：是point cut的执行代码，是执行“方面”的具体逻辑。
4、aspect（方面）：point cut和advice结合起来就是aspect，它类似于OOP中定义的一个类，但它代表的更多是对象间横向的关系。
5、introduce（织入）：为对象引入附加的方法或属性，从而达到修改对象结构的目的。有的AOP工具又将其称为mixin。

Joinpoint

在Spring AOP中，仅仅支持方法级别的Joinpoint，确切地说，只支持方法执行类型的Joinpoint

Pointcut

标准的Aspectj Aop的pointcut的表达式类型是很丰富的，但是Spring Aop只支持其中的9种，外加Spring Aop自己扩充的一种一共是10种类型的表达式，分别如下。

execution：一般用于指定方法的执行，用的最多。
within：指定某些类型的全部方法执行，也可用来指定一个包。
this：Spring Aop是基于代理的，生成的bean也是一个代理对象，this就是这个代理对象，当这个对象可以转换为指定的类型时，对应的切入点就是它了，Spring Aop将生效。
target：当被代理的对象可以转换为指定的类型时，对应的切入点就是它了，Spring Aop将生效。
args：当执行的方法的参数是指定类型时生效。
@target：当代理的目标对象上拥有指定的注解时生效。
@args：当执行的方法参数类型上拥有指定的注解时生效。
@within：与@target类似，看官方文档和网上的说法都是@within只需要目标对象的类或者父类上有指定的注解，则@within会生效，而@target则是必须是目标对象的类上有指定的注解。而根据笔者的测试这两者都是只要目标类或父类上有指定的注解即可。
@annotation：当执行的方法上拥有指定的注解时生效。
bean：当调用的方法是指定的bean的方法时生效。

execution

execution是使用的最多的一种Pointcut表达式，表示某个方法的执行，其标准语法如下。

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

modifiers-pattern表示方法的访问类型，public等；ret-type-pattern表示方法的返回值类型，如String表示返回类型是String，“*”表示所有的返回类型；declaring-type-pattern表示方法的声明类，如“com.elim..*”表示com.elim包及其子包下面的所有类型；name-pattern表示方法的名称，如“add*”表示所有以add开头的方法名；param-pattern表示方法参数的类型，name-pattern(param-pattern)其实是一起的表示的方法集对应的参数类型，如“add()”表示不带参数的add方法，“add(*)”表示带一个任意类型的参数的add方法，“add(*,String)”则表示带两个参数，且第二个参数是String类型的add方法；throws-pattern表示异常类型；其中以问号结束的部分都是可以省略的。

1、“execution(* add())”匹配所有的不带参数的add()方法。
2、“execution(public * com.elim..*.add*(..))”匹配所有com.elim包及其子包下所有类的以add开头的所有public方法。
3、“execution(* *(..) throws Exception)”匹配所有抛出Exception的方法。

within

within是用来指定类型的，指定类型中的所有方法将被拦截。

1、“within(com.elim.spring.aop.service.UserServiceImpl)”匹配UserServiceImpl类对应对象的所有方法外部调用，而且这个对象只能是UserServiceImpl类型，不能是其子类型。
2、“within(com.elim..*)”匹配com.elim包及其子包下面所有的类的所有方法的外部调用。

this

Spring Aop是基于代理的，this就表示代理对象。this类型的Pointcut表达式的语法是this(type)，当生成的代理对象可以转换为type指定的类型时则表示匹配。基于JDK接口的代理和基于CGLIB的代理生成的代理对象是不一样的。

1、“this(com.elim.spring.aop.service.IUserService)”匹配生成的代理对象是IUserService类型的所有方法的外部调用。

target

Spring Aop是基于代理的，target则表示被代理的目标对象。当被代理的目标对象可以被转换为指定的类型时则表示匹配。

1、“target(com.elim.spring.aop.service.IUserService)”则匹配所有被代理的目标对象能够转换为IUserService类型的所有方法的外部调用。

args

args用来匹配方法参数的。

1、“args()”匹配任何不带参数的方法。
2、“args(java.lang.String)”匹配任何只带一个参数，而且这个参数的类型是String的方法。
3、“args(..)”带任意参数的方法。
4、“args(java.lang.String,..)”匹配带任意个参数，但是第一个参数的类型是String的方法。
5、“args(..,java.lang.String)”匹配带任意个参数，但是最后一个参数的类型是String的方法。

@target

@target匹配当被代理的目标对象对应的类型及其父类型上拥有指定的注解时。

1、“@target(com.elim.spring.support.MyAnnotation)”匹配被代理的目标对象对应的类型上拥有MyAnnotation注解时。

@args

@args匹配被调用的方法上含有参数，且对应的参数类型上拥有指定的注解的情况。

1、“@args(com.elim.spring.support.MyAnnotation)”匹配方法参数类型上拥有MyAnnotation注解的方法调用。如我们有一个方法add(MyParam param)接收一个MyParam类型的参数，而MyParam这个类是拥有注解MyAnnotation的，则它可以被Pointcut表达式“@args(com.elim.spring.support.MyAnnotation)”匹配上。

@within

@within用于匹配被代理的目标对象对应的类型或其父类型拥有指定的注解的情况，但只有在调用拥有指定注解的类上的方法时才匹配。

1、“@within(com.elim.spring.support.MyAnnotation)”匹配被调用的方法声明的类上拥有MyAnnotation注解的情况。比如有一个ClassA上使用了注解MyAnnotation标注，并且定义了一个方法a()，那么在调用ClassA.a()方法时将匹配该Pointcut；如果有一个ClassB上没有MyAnnotation注解，但是它继承自ClassA，同时它上面定义了一个方法b()，那么在调用ClassB().b()方法时不会匹配该Pointcut，但是在调用ClassB().a()时将匹配该方法调用，因为a()是定义在父类型ClassA上的，且ClassA上使用了MyAnnotation注解。但是如果子类ClassB覆写了父类ClassA的a()方法，则调用ClassB.a()方法时也不匹配该Pointcut。

@annotation

@annotation用于匹配方法上拥有指定注解的情况。

1、“@annotation(com.elim.spring.support.MyAnnotation)”匹配所有的方法上拥有MyAnnotation注解的方法外部调用。

bean

bean用于匹配当调用的是指定的Spring的某个bean的方法时。

1、“bean(abc)”匹配Spring Bean容器中id或name为abc的bean的方法调用。
2、“bean(user*)”匹配所有id或name为以user开头的bean的方法调用。

使用组合切点表达式

Spring支持使用如下三个逻辑运算符来组合切入点表达式：

&&：要求连接点同时匹配两个切点表达式
||：要求连接点匹配至少一个切入点表达式
!：要求连接点不匹配指定的切入点表达式

 1 @Component
 2 @Aspect
 3 public class HelloWorld {
 4 
 5     @Pointcut("execution(public * * (..))")
 6     public void sayHello(){
 7         System.out.println("hello");
 8     }
 9     
10     ...
11 }
12 ---------------------------------------------------------------
13 
14 <aop:config>
15         <!-- 定义切点 -->
16         <aop:pointcut id="hello" expression="execution(public * * (..))"></aop:pointcut>
17        ...
18 </aop:config>

Advice

切面在特定接入点的执行动作，包括 “around,” “before” and "after"等多种类型。包含Spring在内的许多AOP框架，通常会使用拦截器来实现增强，围绕着接入点维护着一个拦截器链。

同一aspect，不同advice的执行顺序

不同aspect，advice的执行顺序：

入操作（Around（接入点执行前）、Before），优先级越高，越先执行；
一个切面的入操作执行完，才轮到下一切面，所有切面入操作执行完，才开始执行接入点；
出操作（Around（接入点执行后）、After、AfterReturning、AfterThrowing），优先级越低，越先执行。
一个切面的出操作执行完，才轮到下一切面，直到返回到调用点；

同一aspect，相同advice的执行顺序

同一aspect，相同advice的执行顺序并不能直接确定，而且 @Order 在advice方法上也无效，但是有如下两种变通方式：

将两个 advice 合并为一个 advice，那么执行顺序就可以通过代码控制了
将两个 advice 分别抽离到各自的 aspect 内，然后为 aspect 指定执行顺序

Transactional Aspect的优先级

事务切面优先级：默认为最低优先级
事务的增强类型：Around advice，其实不难理解，进入方法开启事务，退出方法提交或回滚，所以需要环绕增强。

如何修改事务切面的优先级：
- 在开启事务时，通过设置 @EnableTransactionManagement 和 <tx:annotation-driven/> 中的， order 属性来修改事务切面的优先级。

前置通知

    /**
     * @param method 要被激发的方法
     * @param args 方法的参数
     * @param target 目标对象，可能为null
     * @throws Throwable 如果这个对象想要终止调用，那么抛出异常，异常会返回给方法调用者，否则异常会被包装为运行时异常
     */
void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable;

在调用相应的切点方法之前，前置增强都会生效

后置通知

/**
     * 当方法成功返回之后运行
     * @param returnValue 如果方法有返回值，那么returnValue就是返回值
     * @param method 激发的方法
     * @param args 方法的参数
     * @param target 目标对象
     * @throws Throwable 同上
     */
    void afterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable;

在切点方法运行之后，后置增强会生效。

环绕通知

// MethodInvocation封装了目标对象和参数数组，调用它的invocation.proceed()方法即激发目标对象的方法。
Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable;

Aspect

Advisor代表Spring中的Aspect，但是，与正常的Aspect不同，Advisor通常只持有一个Pointcut和一个Advice，而理论上，Aspect定义中可以有多个Pointcut和多个Advice，所以，可以认为Advisor是一种特殊的Aspect。

在面向切面编程时，我们一般会用<aop:aspect>，<aop:aspect>定义切面（包括通知（前置通知，后置通知，返回通知等等）和切点（pointcut））

在进行事务管理时，我们一般会用<aop:advisor>,<aop:advisor>定义通知其(通知器跟切面一样，也包括通知和切点)。

<aop:advisor>大多用于事务管理。

<aop:aspect>大多用于日志、缓存。

posted @ 2020-08-09 21:56 CodePrince86 阅读(155) 评论(0) 收藏举报

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