AOP(面向切面编程)

  在软件业,AOP为Aspect Oriented Programming的缩写,意为:面向切面编程,通过预编译方式和运行期动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。AOP是OOP的延续,是软件开发中的一个热点,也是Spring框架中的一个重要内容,是函数式编程的一种衍生范型。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。

主要功能

  日志记录,性能统计,安全控制,事务处理,异常处理等等。

主要意图

  将日志记录,性能统计,安全控制,事务处理,异常处理等代码从业务逻辑代码中划分出来,通过对这些行为的分离,我们希望可以将它们独立到非指导业务逻辑的方法中,进而改变这些行为的时候不影响业务逻辑的代码。 这种解决的方式也称代理机制。

  先来了解一下AOP的相关概念,《Spring参考手册》中定义了以下几个AOP的重要概念,结合以上代码分析如下:

  • 切面(Aspect):官方的抽象定义为“一个关注点的模块化,这个关注点可能会横切多个对象”,在本例中,“切面”就是类TestAspect所关注的具体行为,例如,AServiceImpl.barA()的调用就是切面TestAspect所关注的行为之一。“切面”在ApplicationContext中<aop:aspect>来配置。
  • 连接点(Joinpoint) :程序执行过程中的某一行为,例如,UserService.get的调用或者UserService.delete抛出异常等行为。
  • 通知(Advice) :“切面”对于某个“连接点”所产生的动作,例如,TestAspect中对com.spring.service包下所有类的方法进行日志记录的动作就是一个Advice。其中,一个“切面”可以包含多个“Advice”,例如ServiceAspect。
  • 切入点(Pointcut) :匹配连接点的断言,在AOP中通知和一个切入点表达式关联。例如,TestAspect中的所有通知所关注的连接点,都由切入点表达式execution(* com.spring.service.*.*(..))来决定。
  • 目标对象(Target Object) :被一个或者多个切面所通知的对象。例如,AServcieImpl和BServiceImpl,当然在实际运行时,Spring AOP采用代理实现,实际AOP操作的是TargetObject的代理对象。
  • AOP代理(AOP Proxy) :在Spring AOP中有两种代理方式,JDK动态代理和CGLIB代理。默认情况下,TargetObject实现了接口时,则采用JDK动态代理,例如,AServiceImpl;反之,采用CGLIB代理,例如,BServiceImpl。强制使用CGLIB代理需要将 <aop:config>的 proxy-target-class属性设为true。

  通知(Advice)类型:

  • 前置通知(Before advice):在某连接点(JoinPoint)之前执行的通知,但这个通知不能阻止连接点前的执行。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:before>元素进行声明。例如,TestAspect中的doBefore方法。
  • 后置通知(After advice):当某连接点退出的时候执行的通知(不论是正常返回还是异常退出)。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:after>元素进行声明。例如,ServiceAspect中的returnAfter方法,所以Teser中调用UserService.delete抛出异常时,returnAfter方法仍然执行。
  • 返回后通知(After return advice):在某连接点正常完成后执行的通知,不包括抛出异常的情况。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<after-returning>元素进行声明。
  • 环绕通知(Around advice):包围一个连接点的通知,类似Web中Servlet规范中的Filter的doFilter方法。可以在方法的调用前后完成自定义的行为,也可以选择不执行。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:around>元素进行声明。例如,ServiceAspect中的around方法。
  • 抛出异常后通知(After throwing advice):在方法抛出异常退出时执行的通知。ApplicationContext中在<aop:aspect>里面使用<aop:after-throwing>元素进行声明。例如,ServiceAspect中的returnThrow方法。

注:可以将多个通知应用到一个目标对象上,即可以将多个切面织入到同一目标对象。

使用Spring AOP可以基于两种方式,一种是比较方便和强大的注解方式,另一种则是中规中矩的xml配置方式。

先说注解,使用注解配置Spring AOP总体分为两步:

  第一步是在xml文件中声明激活自动扫描组件功能,同时激活自动代理功能(同时在xml中添加一个UserService的普通服务层组件,来测试AOP的注解功能):

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
<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/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.1.xsd 
        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-3.0.xsd"> 
 
    <!-- 激活组件扫描功能,在包cn.ysh.studio.spring.aop及其子包下面自动扫描通过注解配置的组件 --> 
    <context:component-scan base-package="cn.ysh.studio.spring.aop"/> 
    <!-- 激活自动代理功能 --> 
    <aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true"/> 
     
    <!-- 用户服务对象 --> 
    <bean id="userService" class="cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService" /> 
 
</beans>
  第二步是为Aspect切面类添加注解:
package cn.ysh.studio.spring.aop.aspect; 
 
import org.apache.commons.logging.Log; 
import org.apache.commons.logging.LogFactory; 
import org.aspectj.lang.JoinPoint; 
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint; 
import org.aspectj.lang.annotation.After; 
import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning; 
import org.aspectj.lang.annotation.AfterThrowing; 
import org.aspectj.lang.annotation.Around; 
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect; 
import org.aspectj.lang.annotation.Before; 
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut; 
import org.springframework.stereotype.Component; 
 
/** 
 * 系统服务组件Aspect切面Bean 
 * @author  
 * @date 2017-3-28 
 */ 
//声明这是一个组件 
@Component 
//声明这是一个切面Bean 
@Aspect 
public class ServiceAspect { 
 
    private final static Log log = LogFactory.getLog(ServiceAspect.class); 
     
    //配置切入点,该方法无方法体,主要为方便同类中其他方法使用此处配置的切入点 
    @Pointcut("execution(* cn.ysh.studio.spring.aop.service..*(..))") 
    public void aspect(){    } 
     
    /* 
     * 配置前置通知,使用在方法aspect()上注册的切入点 
     * 同时接受JoinPoint切入点对象,可以没有该参数 
     */ 
    @Before("aspect()") 
    public void before(JoinPoint joinPoint){ 
        if(log.isInfoEnabled()){ 
            log.info("before " + joinPoint); 
        } 
    } 
     
    //配置后置通知,使用在方法aspect()上注册的切入点 
    @After("aspect()") 
    public void after(JoinPoint joinPoint){ 
        if(log.isInfoEnabled()){ 
            log.info("after " + joinPoint); 
        } 
    } 
     
    //配置环绕通知,使用在方法aspect()上注册的切入点 
    @Around("aspect()") 
    public void around(JoinPoint joinPoint){ 
        long start = System.currentTimeMillis(); 
        try { 
            ((ProceedingJoinPoint) joinPoint).proceed(); 
            long end = System.currentTimeMillis(); 
            if(log.isInfoEnabled()){ 
                log.info("around " + joinPoint + "\tUse time : " + (end - start) + " ms!"); 
            } 
        } catch (Throwable e) { 
            long end = System.currentTimeMillis(); 
            if(log.isInfoEnabled()){ 
                log.info("around " + joinPoint + "\tUse time : " + (end - start) + " ms with exception : " + e.getMessage()); 
            } 
        } 
    } 
     
    //配置后置返回通知,使用在方法aspect()上注册的切入点 
    @AfterReturning("aspect()") 
    public void afterReturn(JoinPoint joinPoint){ 
        if(log.isInfoEnabled()){ 
            log.info("afterReturn " + joinPoint); 
        } 
    } 
     
    //配置抛出异常后通知,使用在方法aspect()上注册的切入点 
    @AfterThrowing(pointcut="aspect()", throwing="ex") 
    public void afterThrow(JoinPoint joinPoint, Exception ex){ 
        if(log.isInfoEnabled()){ 
            log.info("afterThrow " + joinPoint + "\t" + ex.getMessage()); 
        } 
    } 
     
}

  测试代码:

package cn.ysh.studio.spring.aop; 
 
import org.apache.commons.logging.Log; 
import org.apache.commons.logging.LogFactory; 
import org.springframework.context.ApplicationContext; 
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; 
 
import cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService; 
import cn.ysh.studio.spring.mvc.bean.User; 
 
/** 
 * Spring AOP测试 
 * @author 
 * @date 2017-3-28 
 */ 
public class Tester { 
 
    private final static Log log = LogFactory.getLog(Tester.class); 
     
    public static void main(String[] args) { 
        //启动Spring容器 
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml"); 
        //获取service组件 
        UserService service = (UserService) context.getBean("userService"); 
        //以普通的方式调用UserService对象的三个方法 
        User user = service.get(1L); 
        service.save(user); 
        try { 
            service.delete(1L); 
        } catch (Exception e) { 
            if(log.isWarnEnabled()){ 
                log.warn("Delete user : " + e.getMessage()); 
            } 
        } 
    } 
}

  测试结果如下: 

 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:40] before execution(User cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.get(long)) 
 INFO [spring.aop.service.UserService:19] getUser method . . . 
 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:60] around execution(User cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.get(long))    Use time : 42 ms! 
 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:48] after execution(User cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.get(long)) 
 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:74] afterReturn execution(User cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.get(long)) 
 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:40] before execution(void cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.save(User)) 
 INFO [spring.aop.service.UserService:26] saveUser method . . . 
 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:60] around execution(void cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.save(User))    Use time : 2 ms! 
 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:48] after execution(void cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.save(User)) 
 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:74] afterReturn execution(void cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.save(User)) 
 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:40] before execution(boolean cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.delete(long)) 
 INFO [spring.aop.service.UserService:32] delete method . . . 
 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:65] around execution(boolean cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.delete(long))    Use time : 5 ms with exception : spring aop ThrowAdvice演示 
 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:48] after execution(boolean cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.delete(long)) 
 INFO [spring.aop.aspect.ServiceAspect:74] afterReturn execution(boolean cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.delete(long)) 
 WARN [studio.spring.aop.Tester:32] Delete user : Null return value from advice does not match primitive return type for: public boolean cn.ysh.studio.spring.aop.service.UserService.delete(long) throws java.lang.Exception
可以看到,正如我们预期的那样,虽然我们并没有对UserSerivce类包括其调用方式做任何改变,但是Spring仍然拦截到了其中方法的调用,或许这正是AOP的魔力所在。
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