基本知識(shí)

其實(shí)， 接觸了這么久的 AOP， 我感覺， AOP 給人難以理解的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是它的概念比較多， 而且坑爹的是， 這些概念經(jīng)過了中文翻譯后， 變得面目全非， 相同的一個(gè)術(shù)語， 在不同的翻譯下， 含義總有著各種莫名其妙的差別. 鑒于此， 我在本章的開頭， 著重為為大家介紹一個(gè) Spring AOP 的各項(xiàng)術(shù)語的基本含義。

為了術(shù)語傳達(dá)的準(zhǔn)確性， 我在接下來的敘述中， 能使用英文術(shù)語的地方， 盡量使用英文。

什么是 AOP

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)

術(shù)語

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(jiǎn)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(qǐng)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(qǐng)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)。

推薦閱讀：最新 Spring 系列教程。

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(jiǎn)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?cè)?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

看完了上面的理論部分知識(shí)， 我相信還是會(huì)有不少朋友感覺到 AOP 的概念還是很模糊， 對(duì) AOP 中的各種概念理解的還不是很透徹. 其實(shí)這很正常， 因?yàn)?AOP 中的概念是在是太多了， 我當(dāng)時(shí)也是花了老大勁才梳理清楚的. 下面我以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來比喻一下 AOP 中 aspect， jointpoint， pointcut 與 advice 之間的關(guān)系。

讓我們來假設(shè)一下， 從前有一個(gè)叫爪哇的小縣城， 在一個(gè)月黑風(fēng)高的晚上， 這個(gè)縣城中發(fā)生了命案. 作案的兇手十分狡猾， 現(xiàn)場(chǎng)沒有留下什么有價(jià)值的線索. 不過萬幸的是， 剛從隔壁回來的老王恰好在這時(shí)候無意中發(fā)現(xiàn)了兇手行兇的過程， 但是由于天色已晚， 加上兇手蒙著面， 老王并沒有看清兇手的面目， 只知道兇手是個(gè)男性， 身高約七尺五寸. 爪哇縣的縣令根據(jù)老王的描述， 對(duì)守門的士兵下命令說: 凡是發(fā)現(xiàn)有身高七尺五寸的男性， 都要抓過來審問. 士兵當(dāng)然不敢違背縣令的命令， 只好把進(jìn)出城的所有符合條件的人都抓了起來。

來讓我們看一下上面的一個(gè)小故事和 AOP 到底有什么對(duì)應(yīng)關(guān)系。

首先我們知道， 在 Spring AOP 中 join point 指代的是所有方法的執(zhí)行點(diǎn)， 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. 對(duì)應(yīng)到我們?cè)谏厦媾e的例子， 我們可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的類比， join point 就相當(dāng)于 爪哇的小縣城里的百姓， point cut 就相當(dāng)于 老王所做的指控， 即兇手是個(gè)男性， 身高約七尺五寸， 而 advice 則是施加在符合老王所描述的嫌疑人的動(dòng)作: 抓過來審問。

為什么可以這樣類比呢?

• join point --> 爪哇的小縣城里的百姓: 因?yàn)楦鶕?jù)定義， join point 是所有可能被織入 advice 的候選的點(diǎn)， 在 Spring AOP中， 則可以認(rèn)為所有方法執(zhí)行點(diǎn)都是 join point. 而在我們上面的例子中， 命案發(fā)生在小縣城中， 按理說在此縣城中的所有人都有可能是嫌疑人.
• point cut --> 男性， 身高約七尺五寸: 我們知道， 所有的方法(joint point) 都可以織入 advice， 但是我們并不希望在所有方法上都織入 advice， 而 pointcut 的作用就是提供一組規(guī)則來匹配joinpoint， 給滿足規(guī)則的 joinpoint 添加 advice. 同理， 對(duì)于縣令來說， 他再昏庸， 也知道不能把縣城中的所有百姓都抓起來審問， 而是根據(jù)兇手是個(gè)男性， 身高約七尺五寸， 把符合條件的人抓起來. 在這里 兇手是個(gè)男性， 身高約七尺五寸 就是一個(gè)修飾謂語， 它限定了兇手的范圍， 滿足此修飾規(guī)則的百姓都是嫌疑人， 都需要抓起來審問.
• advice --> 抓過來審問， advice 是一個(gè)動(dòng)作， 即一段 Java 代碼， 這段 Java 代碼是作用于 point cut 所限定的那些 join point 上的. 同理， 對(duì)比到我們的例子中， 抓過來審問 這個(gè)動(dòng)作就是對(duì)作用于那些滿足 男性， 身高約七尺五寸 的爪哇的小縣城里的百姓.
• aspect: aspect 是 point cut 與 advice 的組合， 因此在這里我們就可以類比: "根據(jù)老王的線索， 凡是發(fā)現(xiàn)有身高七尺五寸的男性， 都要抓過來審問" 這一整個(gè)動(dòng)作可以被認(rèn)為是一個(gè) aspect.

或則我們也可以從語法的角度來簡(jiǎn)單類比一下. 我們?cè)趯W(xué)英語時(shí)， 經(jīng)常會(huì)接觸什么 定語， 被動(dòng)句 之類的概念， 那么可以做一個(gè)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)念惐龋?即 joinpoint 可以認(rèn)為是一個(gè) 賓語， 而 pointcut 則可以類比為修飾 joinpoint 的定語， 那么整個(gè) aspect 就可以描述為: 滿足 pointcut 規(guī)則的 joinpoint 會(huì)被添加相應(yīng)的 advice 操作。

另外，關(guān)注公眾號(hào)Java技術(shù)棧，在后臺(tái)回復(fù)：面試，可以獲取我整理的 Spring 系列面試題和答案，非常齊全。

@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
@EnableAspectJAutoProxy
public?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
@Aspect
public?class?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(jiǎn)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。

另外，Spring Boot 基礎(chǔ)教程推薦：

https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

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);
}
@Service
public?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?bean
bean(*Service?||?*ServiceImpl)

//?匹配名字以?Service?結(jié)尾，?并且在包?com.xys.service?中的?bean
bean(*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(jiǎn)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(jiǎn)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
@Aspect
public?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
@Aspect
public?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?cè)?advice 在內(nèi)置 pointcut， 則可以:

@Component
@Aspect
public?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
@Aspect
public?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。

最后，關(guān)注公眾號(hào)Java技術(shù)棧，在后臺(tái)回復(fù)：面試，可以獲取我整理的 Spring 系列面試題和答案，非常齊全。

作者：永順
來源：segmentfault.com/a/1190000007469968

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