聊聊SpringAOP那些不為人知的秘密
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引出AOP
SpringAOP是Spring框架中非常重要的一個概念，AOP，意為面向切面編程。
AOP是OOP的延續(xù)，是軟件開發(fā)中的一個熱點，也是Spring框架中的一個重要內(nèi)容，是函數(shù)式編程的一種衍生范型。利用AOP可以對業(yè)務(wù)邏輯的各個部分進(jìn)行隔離，從而使得業(yè)務(wù)邏輯各部分之間的耦合度降低，提高程序的可重用性，同時提高了開發(fā)的效率。
來看一個例子，首先我們創(chuàng)建一個接口：
public?interface?CalculateService?{
????int?add(int?x,?int?y);
????int?reduce(int?x,?int?y);
????int?multi(int?x,?int?y);
????int?division(int?x,?int?y);
}
然后創(chuàng)建實現(xiàn)類：
@Service
public?class?CalculateServiceImpl?implements?CalculateService?{
????@Override
????public?int?add(int?x,?int?y)?{
????????System.out.println(x?+?"?+?"?+?y?+?"?=?"?+?(x?+?y));
????????return?x?+?y;
????}
????@Override
????public?int?reduce(int?x,?int?y)?{
????????System.out.println(x?+?"?-?"?+?y?+?"?=?"?+?(x?-?y));
????????return?x?-?y;
????}
????@Override
????public?int?multi(int?x,?int?y)?{
????????System.out.println(x?+?"?*?"?+?y?+?"?=?"?+?(x?*?y));
????????return?x?*?y;
????}
????@Override
????public?int?division(int?x,?int?y)?{
????????System.out.println(x?+?"?/?"?+?y?+?"?=?"?+?(x?/?y));
????????return?x?/?y;
????}
}
此時我們從容器中獲取這個組件并調(diào)用計算方法：
public?static?void?main(String[]?args)?throws?Exception?{
????ApplicationContext?context?=?new?AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class);
????CalculateService?calculateService?=?context.getBean("calculateServiceImpl",?CalculateService.class);
????calculateService.add(1,1);
????calculateService.reduce(1,1);
????calculateService.multi(1,1);
????calculateService.division(1,1);
}
運行結(jié)果：
1?+?1?=?2
1?-?1?=?0
1?*?1?=?1
1?/?1?=?1
現(xiàn)在需求變了，我們需要在輸出語句的前后分別打印當(dāng)前系統(tǒng)的時間，如果讓你實現(xiàn)，你會怎么做呢？最笨的辦法就是硬編碼，直接在每個方法里添加打印時間的代碼即可：
@Service
public?class?CalculateServiceImpl?implements?CalculateService?{
????@Override
????public?int?add(int?x,?int?y)?{
????????System.out.println("計算前的時間:"?+?LocalDateTime.now());
????????System.out.println(x?+?"?+?"?+?y?+?"?=?"?+?(x?+?y));
????????System.out.println("計算后的時間:"?+?LocalDateTime.now());
????????return?x?+?y;
????}
????@Override
????public?int?reduce(int?x,?int?y)?{
????????System.out.println("計算前的時間:"?+?LocalDateTime.now());
????????System.out.println(x?+?"?-?"?+?y?+?"?=?"?+?(x?-?y));
????????System.out.println("計算后的時間:"?+?LocalDateTime.now());
????????return?x?-?y;
????}
????@Override
????public?int?multi(int?x,?int?y)?{
????????System.out.println("計算前的時間:"?+?LocalDateTime.now());
????????System.out.println(x?+?"?*?"?+?y?+?"?=?"?+?(x?*?y));
????????System.out.println("計算后的時間:"?+?LocalDateTime.now());
????????return?x?*?y;
????}
????@Override
????public?int?division(int?x,?int?y)?{
????????System.out.println("計算前的時間:"?+?LocalDateTime.now());
????????System.out.println(x?+?"?/?"?+?y?+?"?=?"?+?(x?/?y));
????????System.out.println("計算后的時間:"?+?LocalDateTime.now());
????????return?x?/?y;
????}
}
運行結(jié)果：
計算前的時間:2022-01-21T14:35:21.806
1?+?1?=?2
計算后的時間:2022-01-21T14:35:21.806
計算前的時間:2022-01-21T14:35:21.806
1?-?1?=?0
計算后的時間:2022-01-21T14:35:21.806
計算前的時間:2022-01-21T14:35:21.806
1?*?1?=?1
計算后的時間:2022-01-21T14:35:21.806
計算前的時間:2022-01-21T14:35:21.806
1?/?1?=?1
計算后的時間:2022-01-21T14:35:21.806
這樣雖然實現(xiàn)了需求，但是不夠優(yōu)雅，而且如果接口方法有變動，我們就需要修改實現(xiàn)類的代碼，那么有沒有一種辦法能夠?qū)⑦@些打印時間的需求抽離出來，然后讓其在指定的方法執(zhí)行前后分別執(zhí)行呢？SpringAOP就能夠幫助我們完成這一想法。
SpringAOP改造代碼實現(xiàn)
@Aspect
@Component
public?class?CalculateAspectJ?{
????@Before("execution(*?com.wwj.spring.demo.aop.CalculateService.add(..))")
????public?void?printBefore(){
????????System.out.println("計算前的時間:"?+?LocalDateTime.now());
????}
}
這段代碼里面涉及到的知識點比較多，下面我會一一介紹，先來看看效果：
計算前的時間:2022-01-21T14:45:41.579
1?+?1?=?2
1?-?1?=?0
1?*?1?=?1
1?/?1?=?1
看輸出結(jié)果好像打印時間只在add方法生效了，這是為什么呢？我們主要的關(guān)注點就是下面的這個組件：
@Aspect
@Component
public?class?CalculateAspectJ?{
????@Before("execution(int?com.wwj.spring.demo.aop.CalculateService.add(..))")
????public?void?printBefore(){
????????System.out.println("計算前的時間:"?+?LocalDateTime.now());
????}
}
對于傳統(tǒng)的OOP編程，我們的開發(fā)流程是從上至下的，比如轉(zhuǎn)賬操作，我們需要在取款、查詢業(yè)務(wù)、轉(zhuǎn)賬三個操作中驗證用戶的信息是否正確：
而AOP打破了這種限定，它以一種橫向的方式進(jìn)行編程，就像砍樹一樣，如下圖：
可以看到經(jīng)過AOP的改造后，原先要寫三遍的驗證用戶代碼只需要寫一次了，它就像一根針，把代碼織入到了業(yè)務(wù)中。再回過頭來看看剛才的組件：
@Aspect
@Component
public?class?CalculateAspectJ?{
????@Before("execution(int?com.wwj.spring.demo.aop.CalculateService.add(int,int))")
????public?void?printBefore(){
????????System.out.println("計算前的時間:"?+?LocalDateTime.now());
????}
}
其中@Aspect注解用于聲明當(dāng)前類為一個切面，當(dāng)一個類被聲明為切面后，Spring便會將該類切入到某個切點中，而切點就是我們需要改造的方法，那么如何指定切面作用于哪些切點上呢，我們需要借助切點表達(dá)式：
execution(int?com.wwj.spring.demo.aop.CalculateService.add(int,int))
切點表達(dá)式以execution開頭，值為方法的全名，包括返回值、包名、方法名、參數(shù)，Spring將根據(jù)切點表達(dá)式去匹配需要切入的方法，不過一般情況下切點表達(dá)式并不會寫得這么精確，通常配合通配符一起使用，如：
execution(*?com.wwj.spring.demo.aop.CalculateService.*(..))
它表示匹配CalculateService接口下任意返回值任意參數(shù)的任意方法，也就是說，該接口下的所有方法都將被處理，當(dāng)我們使用通配符方式配置時，運行結(jié)果如下：
計算前的時間:2022-01-21T16:07:23.250
1?+?1?=?2
計算前的時間:2022-01-21T16:07:23.250
1?-?1?=?0
計算前的時間:2022-01-21T16:07:23.250
1?*?1?=?1
計算前的時間:2022-01-21T16:07:23.250
1?/?1?=?1
通知類型
將代碼邏輯織入到業(yè)務(wù)中的流程還有一個專業(yè)的概念，叫通知，從上面的運行結(jié)果我們不難發(fā)現(xiàn)，切面只在方法執(zhí)行之前生效了，這是因為我們使用了@Before注解，它表示的是通知類型中的前置通知，Spring中共有5種通知類型：
@Before：前置通知，在目標(biāo)方法執(zhí)行前執(zhí)行 @After：后置通知，在目標(biāo)方法執(zhí)行后執(zhí)行，無論是否出現(xiàn)異常 @AfterReturning：返回通知，在目標(biāo)方法執(zhí)行后執(zhí)行，出現(xiàn)異常則不執(zhí)行 @AfterThrowing：異常通知，在目標(biāo)方法出現(xiàn)異常后執(zhí)行 @Around：環(huán)繞通知，圍繞方法執(zhí)行，它能實現(xiàn)以上四種通知的效果
由此可知，若是想在目標(biāo)方法執(zhí)行之后實現(xiàn)某些功能，則需要使用后置通知，添加一個配置：
@After("execution(*?com.wwj.spring.demo.aop.CalculateService.*(..))")
public?void?printAfter()?{
????System.out.println("計算前的時間:"?+?LocalDateTime.now());
}
運行結(jié)果：
計算前的時間:2022-01-21T16:14:00.002
1?+?1?=?2
計算后的時間:2022-01-21T16:14:00.002
計算前的時間:2022-01-21T16:14:00.002
1?-?1?=?0
計算后的時間:2022-01-21T16:14:00.002
計算前的時間:2022-01-21T16:14:00.002
1?*?1?=?1
計算后的時間:2022-01-21T16:14:00.002
計算前的時間:2022-01-21T16:14:00.002
1?/?1?=?1
計算后的時間:2022-01-21T16:14:00.002
其它幾種類型的通知用法也是如此，只需改變注解名字即可，不過在每種通知中都有一些其它細(xì)節(jié)，下面我們一一介紹。
前置通知
前置通知@Before，它會在目標(biāo)方法執(zhí)行之前執(zhí)行，所以按道理我們可以在前置通知中獲取目標(biāo)方法的一些信息，比如方法名、方法入?yún)⒌?，好在Spring已經(jīng)考慮到了，為我們提供了JoinPoint來獲取，來看例子：
@Before("execution(*?com.wwj.spring.demo.aop.CalculateService.*(..))")
public?void?printBefore(JoinPoint?joinPoint)?{
????String?methodName?=?joinPoint.getSignature().getName();
????List
運行結(jié)果：
執(zhí)行前置通知，方法名:add，方法入?yún)?[1,?1]
1?+?1?=?2
執(zhí)行前置通知，方法名:reduce，方法入?yún)?[1,?1]
1?-?1?=?0
執(zhí)行前置通知，方法名:multi，方法入?yún)?[1,?1]
1?*?1?=?1
執(zhí)行前置通知，方法名:division，方法入?yún)?[1,?1]
1?/?1?=?1
但是在前置通知中是無法獲取到目標(biāo)方法的返回值的，因為此時目標(biāo)方法還未執(zhí)行。
后置通知
后置通知會在目標(biāo)方法執(zhí)行后執(zhí)行，所以也可以獲取到目標(biāo)方法的信息：
@After("execution(*?com.wwj.spring.demo.aop.CalculateService.*(..))")
public?void?printAfter(JoinPoint?joinPoint)?{
????String?methodName?=?joinPoint.getSignature().getName();
????List
運行結(jié)果：
1?+?1?=?2
執(zhí)行后置通知，方法名:add，方法入?yún)?[1,?1]
1?-?1?=?0
執(zhí)行后置通知，方法名:reduce，方法入?yún)?[1,?1]
1?*?1?=?1
執(zhí)行后置通知，方法名:multi，方法入?yún)?[1,?1]
1?/?1?=?1
執(zhí)行后置通知，方法名:division，方法入?yún)?[1,?1]
那么后置通知能否獲取到目標(biāo)方法的返回值呢？其實也是不可以的，因為后置通知無論目標(biāo)方法是否出現(xiàn)異常都會執(zhí)行，所以它也是無法獲取到方法的返回值的。
返回通知
返回通知會在目標(biāo)方法成功執(zhí)行后執(zhí)行，所以它不光能夠獲取到目標(biāo)方法的方法名、方法入?yún)⒌刃畔ⅲ材軌颢@取到方法的返回值：
@AfterReturning(value?=?"execution(*?com.wwj.spring.demo.aop.CalculateService.*(..))"
????????????????,?returning?=?"result")
public?void?printAfterReturning(JoinPoint?joinPoint,?Object?result)?{
????String?methodName?=?joinPoint.getSignature().getName();
????List
在@AfterReturning中配置returning屬性，然后在方法入?yún)⒅卸x一個與其名字相同的變量，Spring將會自動把目標(biāo)方法的返回值注入進(jìn)來，運行結(jié)果如下：
1?+?1?=?2
執(zhí)行返回通知，方法名:add，方法入?yún)?[1,?1]，返回值:2
1?-?1?=?0
執(zhí)行返回通知，方法名:reduce，方法入?yún)?[1,?1]，返回值:0
1?*?1?=?1
執(zhí)行返回通知，方法名:multi，方法入?yún)?[1,?1]，返回值:1
1?/?1?=?1
執(zhí)行返回通知，方法名:division，方法入?yún)?[1,?1]，返回值:1
異常通知
異常通知會在目標(biāo)方法出現(xiàn)異常后執(zhí)行，所以異常通知也是無法獲取到目標(biāo)方法的返回值的，但是異常通知可以獲取到目標(biāo)方法出現(xiàn)的異常信息：
@AfterThrowing(value?=?"execution(*?com.wwj.spring.demo.aop.CalculateService.*(..))"
???????????????,?throwing?=?"e")
public?void?printAfterThrowing(JoinPoint?joinPoint,?Exception?e)?{
????String?methodName?=?joinPoint.getSignature().getName();
????List
指定@AfterThrowing注解的throwing屬性，即可得到目標(biāo)方法出現(xiàn)的異常信息，我們故意產(chǎn)生一個異常，讓除法操作的除數(shù)為0，查看運行結(jié)果：
1?+?1?=?2
1?-?1?=?0
1?*?1?=?1
執(zhí)行異常通知，方法名:division，方法入?yún)?[1,?0]，異常:java.lang.ArithmeticException:?/?by?zero
環(huán)繞通知
最后是環(huán)繞通知，環(huán)繞通知是圍繞著目標(biāo)方法執(zhí)行的，所以它能夠?qū)崿F(xiàn)前面4個通知的所有功能，如下：
@Around("execution(*?com.wwj.spring.demo.aop.CalculateService.*(..))")
public?Object?printAround(ProceedingJoinPoint?joinPoint)?{
????Object?result?=?null;
????String?methodName?=?joinPoint.getSignature().getName();
????List
運行結(jié)果：
執(zhí)行前置通知，方法名:add，方法入?yún)?[1,?1]
1?+?1?=?2
執(zhí)行返回通知，方法名:add，方法入?yún)?[1,?1]，返回值:2
執(zhí)行后置通知，方法名:add，方法入?yún)?[1,?1]
執(zhí)行前置通知，方法名:reduce，方法入?yún)?[1,?1]
1?-?1?=?0
執(zhí)行返回通知，方法名:reduce，方法入?yún)?[1,?1]，返回值:0
執(zhí)行后置通知，方法名:reduce，方法入?yún)?[1,?1]
執(zhí)行前置通知，方法名:multi，方法入?yún)?[1,?1]
1?*?1?=?1
執(zhí)行返回通知，方法名:multi，方法入?yún)?[1,?1]，返回值:1
執(zhí)行后置通知，方法名:multi，方法入?yún)?[1,?1]
執(zhí)行前置通知，方法名:division，方法入?yún)?[1,?0]
執(zhí)行異常通知，方法名:division，方法入?yún)?[1,?0]，異常:java.lang.ArithmeticException:?/?by?zero
執(zhí)行后置通知，方法名:division，方法入?yún)?[1,?0]
異常通知需要注意幾點，首先必須有返回值，其次方法入?yún)镻roceedingJoinPoint而不是JoinPoint，result = joinPoint.proceed();表示執(zhí)行目標(biāo)方法，在目標(biāo)方法執(zhí)行前后分別執(zhí)行對應(yīng)的通知邏輯。
自己實現(xiàn)通知
不知道大家在看到環(huán)繞通知時有沒有發(fā)現(xiàn)它有點像JDK的動態(tài)代理，那能不能借助JDK的動態(tài)代理來自己實現(xiàn)一下通知呢？代碼如下：
public?class?MyInvocationHandler?implements?InvocationHandler?{
????private?Object?target;
????public?MyInvocationHandler(Object?target)?{
????????this.target?=?target;
????}
????@Override
????public?Object?invoke(Object?proxy,?Method?method,?Object[]?args)?throws?Throwable?{
????????Object?result?=?null;
????????try?{
????????????System.out.println("執(zhí)行前置通知，方法名:"?+?method.getName()?+?"，方法入?yún)?"?+?Arrays.asList(args));
????????????result?=?method.invoke(target,?args);
????????????System.out.println("執(zhí)行返回通知，方法名:"?+?method.getName()?+?"，方法入?yún)?"?+?Arrays.asList(args)?+?"，返回值:"?+?result);
????????}?catch?(Throwable?e)?{
????????????System.out.println("執(zhí)行異常通知，方法名:"?+?method.getName()?+?"，方法入?yún)?"?+?Arrays.asList(args)?+?"，異常:"?+?e);
????????}?finally?{
????????????System.out.println("執(zhí)行后置通知，方法名:"?+?method.getName()?+?"，方法入?yún)?"?+?Arrays.asList(args));
????????}
????????return?result;
????}
}
public?static?void?main(String[]?args)?throws?Exception?{
????ApplicationContext?context?=?new?AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class);
????CalculateService?calculateService?=?context.getBean("calculateServiceImpl",?CalculateService.class);
????MyInvocationHandler?myInvocationHandler?=?new?MyInvocationHandler(calculateService);
????calculateService?=?(CalculateService)?Proxy.newProxyInstance(calculateService.getClass().getClassLoader(),?calculateService.getClass().getInterfaces(),?myInvocationHandler);
????calculateService.add(1,?1);
????calculateService.reduce(1,?1);
????calculateService.multi(1,?1);
????calculateService.division(1,?0);
}
運行結(jié)果：
執(zhí)行前置通知，方法名:add，方法入?yún)?[1,?1]
1?+?1?=?2
執(zhí)行返回通知，方法名:add，方法入?yún)?[1,?1]，返回值:2
執(zhí)行后置通知，方法名:add，方法入?yún)?[1,?1]
執(zhí)行前置通知，方法名:reduce，方法入?yún)?[1,?1]
1?-?1?=?0
執(zhí)行返回通知，方法名:reduce，方法入?yún)?[1,?1]，返回值:0
執(zhí)行后置通知，方法名:reduce，方法入?yún)?[1,?1]
執(zhí)行前置通知，方法名:multi，方法入?yún)?[1,?1]
1?*?1?=?1
執(zhí)行返回通知，方法名:multi，方法入?yún)?[1,?1]，返回值:1
執(zhí)行后置通知，方法名:multi，方法入?yún)?[1,?1]
執(zhí)行前置通知，方法名:division，方法入?yún)?[1,?0]
執(zhí)行異常通知，方法名:division，方法入?yún)?[1,?0]，異常:java.lang.reflect.InvocationTargetException
執(zhí)行后置通知，方法名:division，方法入?yún)?[1,?0]
借助JDK的動態(tài)代理，我們也能夠?qū)崿F(xiàn)通知，事實上，SpringAOP底層的實現(xiàn)就是JDK的動態(tài)代理，不過動態(tài)代理有局限性，就是目標(biāo)方法所在的類必須實現(xiàn)了接口。
為此，SpringAOP還引入了另外一種動態(tài)代理方式：CgLib，CgLib是通過繼承的方式實現(xiàn)的代理，所以它能夠適應(yīng)任何場景。
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