??前面的話??

本篇文章將介紹一種特別重要的思想，AOP（Aspect Oriented Programming），即面向切面編程，可以說是OOP（Object Oriented Programming，面向?qū)ο缶幊?#xff09;的補(bǔ)充和完善。

AOP把軟件系統(tǒng)分為兩個部分：核心關(guān)注點(diǎn)和橫切關(guān)注點(diǎn)。業(yè)務(wù)處理的主要流程是核心關(guān)注點(diǎn)，與之關(guān)系不大的部分是橫切關(guān)注點(diǎn)。

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1.面向切面編程AOP

1.1什么是AOP？

AOP（Aspect Oriented Programming），即面向切面編程，可以說是OOP（Object Oriented Programming，面向?qū)ο缶幊?#xff09;的補(bǔ)充和完善。OOP引入封裝、繼承、多態(tài)等概念來建立一種對象層次結(jié)構(gòu)，用于模擬公共行為的一個集合。不過OOP允許開發(fā)者定義縱向的關(guān)系，但并不適合定義橫向的關(guān)系，例如日志功能。日志代碼往往橫向地散布在所有對象層次中，而與它對應(yīng)的對象的核心功能毫無關(guān)系對于其他類型的代碼，如安全性、異常處理和透明的持續(xù)性也都是如此，這種散布在各處的無關(guān)的代碼被稱為橫切（cross cutting），在OOP設(shè)計中，它導(dǎo)致了大量代碼的重復(fù)，而不利于各個模塊的重用。

AOP技術(shù)恰恰相反，它利用一種稱為"橫切"的技術(shù)，剖解開封裝的對象內(nèi)部，并將那些影響了多個類的公共行為封裝到一個可重用模塊，并將其命名為"Aspect"，即切面。所謂"切面"，簡單說就是那些與業(yè)務(wù)無關(guān)，卻為業(yè)務(wù)模塊所共同調(diào)用的邏輯或責(zé)任封裝起來，便于減少系統(tǒng)的重復(fù)代碼，降低模塊之間的耦合度，并有利于未來的可操作性和可維護(hù)性。

使用"橫切"技術(shù)，AOP把軟件系統(tǒng)分為兩個部分：核心關(guān)注點(diǎn)和橫切關(guān)注點(diǎn)。業(yè)務(wù)處理的主要流程是核心關(guān)注點(diǎn)，與之關(guān)系不大的部分是橫切關(guān)注點(diǎn)。橫切關(guān)注點(diǎn)的一個特點(diǎn)是，他們經(jīng)常發(fā)生在核心關(guān)注點(diǎn)的多處，而各處基本相似，比如權(quán)限認(rèn)證、日志、事物。AOP的作用在于分離系統(tǒng)中的各種關(guān)注點(diǎn)，將核心關(guān)注點(diǎn)和橫切關(guān)注點(diǎn)分離開來。

1.2AOP的作用

想象一個場景，我們在做后臺系統(tǒng)時，除了登錄和注冊等幾個功能不需要做用戶登錄驗(yàn)證之外，其他幾乎所有頁面都需要先驗(yàn)證用戶登錄的狀態(tài)，那這個時候我們要怎么處理呢？

如果不使用AOP，我們就需要在每一個Controller層都寫一遍驗(yàn)證用戶是否已經(jīng)登錄的程序，如果你實(shí)現(xiàn)的功能有很多，并且這些功能都需要進(jìn)行登錄驗(yàn)證，那你就需要編寫大量重復(fù)的代碼，非常的麻煩，盡管你可以將登錄驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)的邏輯封裝在一個方法中，但是你要在很多地方調(diào)用這個方法，還是很麻煩。

如果使用AOP，在進(jìn)入核心的業(yè)務(wù)代碼之前會做統(tǒng)一的一個攔截，去驗(yàn)證用戶是否登錄，這樣就很方便，僅需做一個攔截工作，再將驗(yàn)證代碼一執(zhí)行即可。

除了登錄驗(yàn)證功能之外，還有很多功能也可以使用AOP，比如：

• 統(tǒng)一日志記錄與持久化。
• 統(tǒng)一方法執(zhí)行時間統(tǒng)計。
• 統(tǒng)一數(shù)據(jù)返回格式。
• 統(tǒng)一處理程序中的異常。
• 統(tǒng)一事務(wù)的開啟與提交。

也就是說使用 AOP 可以擴(kuò)充多個對象的某個能力，所以 AOP 可以說是 OOP （Object Oriented Programming，面向?qū)ο缶幊?#xff09;的補(bǔ)充和完善。

1.3AOP的核心概念

1、橫切關(guān)注點(diǎn)

想要對哪些方法或類進(jìn)行攔截，攔截后怎么處理，這些關(guān)注點(diǎn)稱之為橫切關(guān)注點(diǎn)。

2、切面（aspect）

類是對物體特征的抽象，切面就是對橫切關(guān)注點(diǎn)的抽象，你可以認(rèn)為切面相當(dāng)于橫切關(guān)注點(diǎn)。

3、連接點(diǎn)（joinpoint）

被攔截到的點(diǎn)，因?yàn)镾pring只支持方法類型的連接點(diǎn)，所以在Spring中連接點(diǎn)指的就是被攔截到的方法，實(shí)際上連接點(diǎn)還可以是字段或者構(gòu)造器。

4、切入點(diǎn)（pointcut）

提供一組規(guī)則，根據(jù)規(guī)則匹配合法的連接點(diǎn)，滿足規(guī)則的連接點(diǎn)可以理解為切點(diǎn)，然后可以為切點(diǎn)提供具體的處理（通知）。

5、通知（advice）

所謂通知指的就是指攔截到連接點(diǎn)之后要執(zhí)行的代碼，或者說在切點(diǎn)出所需要執(zhí)行的代碼是什么。

通知包含前置通知，后置通知，返回之后通知，拋異常后通知與環(huán)繞通知五類。

在Spring切面類中，可以在方法上使用以下注解，會設(shè)置方法為通知方法，在滿足條件后會調(diào)用對應(yīng)滿足條件的方法：

• 前置通知使用@Before∶通知方法會在目標(biāo)方法調(diào)用之前執(zhí)行。
• 后置通知使用@After∶通知方法會在目標(biāo)方法返回或者拋出異常后調(diào)用。
• 返回之后通知使用@AfterReturning∶ 通知方法會在目標(biāo)方法返回后調(diào)用。
• 拋異常后通知使用@AfterThrowing∶ 通知方法會在目標(biāo)方法拋出異常后調(diào)用。
• 環(huán)繞通知使用@Around∶通知包裹了被通知的方法，在被通知的方法通知之前和調(diào)用之后執(zhí)行自定義的行為。

6、目標(biāo)對象

代理的目標(biāo)對象。

7、織入（weaving）

織入（weaving）即代理的生成時機(jī)，
織入是把切面應(yīng)用到目標(biāo)對象并創(chuàng)建新的代理對象的過程，切面在指定的連接點(diǎn)被織入到目標(biāo)對象中。
在目標(biāo)對象的生命周期里有多個點(diǎn)可以進(jìn)行織入∶

• 編譯期∶切面在目標(biāo)類編譯時被織入。這種方式需要特殊的編譯器。AspectJ的織入編譯器就是以這種方式織入切面的。
• 類加載器∶切面在目標(biāo)類加載到JVM時被織入。這種方式需要特殊的類加載器（ClassLoader），它可以在目標(biāo)類被引入應(yīng)用之前增強(qiáng)該目標(biāo)類的字節(jié)碼。AspectJ5的加載時織入（load-time weaving.LTW）就支持以這種方式織入切面。
• 運(yùn)行期∶切面在應(yīng)用運(yùn)行的某一時刻被織入。一般情況下，在織入切面時，AOP容器會為目標(biāo)對象動態(tài)創(chuàng)建一個代理對象。SpringAOP就是以這種方式織入切面的。

8、引入（introduction）

在不修改代碼的前提下，引入可以在運(yùn)行期為類動態(tài)地添加一些方法或字段。

2.Spring AOP

面向切面編程是一種思想，Spring AOP是AOP的一種實(shí)現(xiàn)。

2.1Spring AOP的使用

SpringAOP使用的主要步驟為：
第一步，在SpringBoot項目中添加AOP相關(guān)的依賴。
第二步，定義切面。
第三步，定義切點(diǎn)。
第四步，實(shí)現(xiàn)通知。

第一步，在SpringBoot項目中添加AOP相關(guān)的依賴，就是在Maven的配置文件中添加aop的依賴。
由于使用Edit Starters插件訪問官方的源是找不到有關(guān)SpringBoot的AOP依賴，這是因?yàn)樵趇dea中，上面只列舉了一些常用的依賴，不是所有依賴都在上面，如果找不到我們就去Maven中央倉庫中去尋找。

搜索一下，找到這個依賴，然后進(jìn)去復(fù)制依賴信息拷貝到Maven的配置文件中就行。

		<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.boot/spring-boot-starter-aop --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId></dependency>

第二步，定義切面，在spring boot項目中其實(shí)就是加上@Aspect和@Component注解的一個類，這個類就表示一個切面。

//設(shè)置切面，這個類就是一個切面
@Aspect
@Component
public class UserAspect {...
}

第三步，在切面里面定義切點(diǎn)，在Spring中其實(shí)本質(zhì)上就是一個方法，具體說是使用 @Pointcut注解修飾的一個方法，該方法不需要配置任何信息。

    //定義切點(diǎn),設(shè)置攔截規(guī)則@Pointcut("execution(* com.example.demo.controller.UserController.* (..))")public void pointcut() {}

其中@Pointcut注解中的參數(shù)是一個AspectJ表達(dá)式，它的作用就是設(shè)置哪些返回值類型哪些類的哪些方法需要攔截可以指定到參數(shù)列表。

第四步，實(shí)現(xiàn)通知，本質(zhì)上就是實(shí)現(xiàn)一個方法，只不過在方法上加上不同通知類型的注解即可，如前置通知加上@Before注解，注解的參數(shù)為切點(diǎn)方法名。

    //前置通知@Before("pointcut()")public void doBefore() {System.out.println("執(zhí)行Before通知");}

同理，后置通知也是如此，就是將注解改為@After：

    //后置通知@After("pointcut()")public void doAfter() {System.out.println("執(zhí)行After通知");}

以及目標(biāo)方法返回后通知@AfterReturning：

    //返回之后通知@AfterReturning("pointcut()")public void doAfterRunning() {System.out.println("執(zhí)行AfterRunning通知");}

我們來驗(yàn)證一下上述設(shè)置切面攔截代碼的正確性，我們寫一個在攔截范圍的類以及方法：

啟動程序，我們訪問頁面http://127.0.0.1:8080/user/hello，看看控制臺的輸出：

通過運(yùn)行結(jié)果我們也能夠看出上面三種通知方式執(zhí)行的時機(jī)以及先后順序。

2.2AspectJ表達(dá)式基本語法

*∶匹配任意字符，只匹配一個元素（包，類，或方法，方法參數(shù)）
..∶匹配任意字符，可以匹配多個元素，在表示類時，必須和*聯(lián)合使用，匹配參數(shù)列表時表示匹配所有類型的參數(shù)列表。
+ ∶ 表示按照類型匹配指定類及其所有子類，必須跟在類名后面，如com.Car+，表示攔截Cat類以及繼承Cat類的所有子類。

切點(diǎn)表達(dá)式由切點(diǎn)函數(shù)組成，其中execution()是最常用的切點(diǎn)函數(shù)，用來匹配方法，語法為∶

execution(<權(quán)限修飾符><返回類型><包.類.方法(參數(shù))><異常>)

其中權(quán)限修飾符與異常項一般省略，返回類型方法以及參數(shù)不可省略，其他項可以省略。

權(quán)限修飾符：

• 填寫權(quán)限修飾符，就只會匹配相應(yīng)修飾符修飾的方法。
• 省略，權(quán)限不作為限制，所有權(quán)限修飾符的方法都會匹配。

返回類型，必須參數(shù)，不可省略：

• 填寫具體返回類型，就匹配相應(yīng)返回類型的方法。
• *表示匹配所有返回值類型的方法。

包，類，一般情況下要有，但是可以省略：

• 填寫包和類，就只匹配你所規(guī)定的包或類。
• *表示匹配某目錄下所有的包或者類。
• +作用在類上，匹配該類以及繼承該類的所有子類。

方法，表示需要匹配方法的名字，參數(shù)表示需要匹配參數(shù)列表的類型，不可省略：

• 指定方法名和參數(shù)列表，就只匹配你所限定的方法。
• *可以作用在方法匹配字段上，表示匹配某類中所有的方法。
• ..可以作用在參數(shù)列表上，對參數(shù)列表類型不做限制。

異常，可以匹配拋出指定異常的方法，該參數(shù)一般省略。

下面來看幾個例子，我們來了解一下AspectJ表達(dá)式：

execution(* com.cad.demo.User.*(..))∶匹配User類里的所有方法。
execution(* com.cad.demo.User+.*(..))∶匹配User類及其子類中的所有方法。
execution（* com.cad.*.*(..))∶匹配com.cad包下的所有類的所有方法。
execution(* com.cad..*.*(..))∶匹配 com.cad 包下、子孫包下所有類的所有方法。
execution(* addUser(String，int))∶ 匹配 addUser 方法，且第一個參數(shù)類型是 String，第二個參數(shù)類型是int。

2.3拋出異常后通知與環(huán)繞通知

前面我們已經(jīng)介紹了前置通知，后者通知以及返回后通知的演示，下面我們繼續(xù)介紹剩下兩種通知，在上面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)代碼基礎(chǔ)上，我們繼續(xù)添加通知來進(jìn)行演示。

拋出異常后通知，其實(shí)和前面三種通知的用法可以說一模一樣，只不過只有當(dāng)程序出現(xiàn)異常的時候才會執(zhí)行該通知，寫法如下，就是在切面類中實(shí)現(xiàn)一個方法，使用@AfterThrowing注解修飾即可：

    //拋異常后通知@AfterThrowing("pointcut()")public void doAfterThrowing() {System.out.println("拋出異常后，執(zhí)行AfterThrowing通知");}

然后我們再在目標(biāo)方法中構(gòu)造一個異常，異常隨便寫一個異常就行，如算術(shù)異常：

我們訪問頁面http://127.0.0.1:8080/user/world來看一看控制臺輸出：

由于出現(xiàn)了異常，方法被強(qiáng)制終止了，沒有返回，所以沒有返回后通知。

最后還剩下一個環(huán)繞通知，環(huán)繞通知你可以理解為將前置通知和后置通知一體化了，環(huán)繞通知最常見的用法之一就是計算目標(biāo)方法執(zhí)行的時間是多少，使用其他通知無法做到，如果使用前置加后置通知進(jìn)行對目標(biāo)方法的計時，在單線程下沒有問題，但是在多線程下有問題，當(dāng)一個線程正在計時時，另外一個線程調(diào)用了前置通知，此時計時開始的時間就被刷新了，那自然計算得到的目標(biāo)方法執(zhí)行時間也就不準(zhǔn)確了，而環(huán)繞通知使一體化的，不存在類似這種線程安全的問題。

環(huán)繞通知相比于其他的三種通知的使用方法較為復(fù)雜，首先實(shí)現(xiàn)環(huán)繞通知的方法必須含有ProceedingJoinPoint類的參數(shù)和使用 @Around注解修飾，表示連接點(diǎn)的執(zhí)行進(jìn)度，方法體里面第一步是執(zhí)行環(huán)繞方法的前置通知，然后通過該類對象獲取目標(biāo)方法執(zhí)行進(jìn)度并調(diào)用，再執(zhí)行環(huán)繞通知的后置通知，最后并返回該目標(biāo)方法進(jìn)度。

    @Around("pointcut()")public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) {Object res = null;System.out.println("執(zhí)行環(huán)繞通知前置通知");try {//根據(jù)連接點(diǎn)進(jìn)度獲取目標(biāo)方法，并執(zhí)行目標(biāo)方法res = joinPoint.proceed();} catch (Throwable e) {e.printStackTrace();}System.out.println("環(huán)繞通知后置通知");return res;}

我們訪問頁面http://127.0.0.1:8080/user/hello來看一看控制臺輸出：

我們可以基于環(huán)繞通知實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)方法的計時功能：
實(shí)現(xiàn)思路很簡單，就是在執(zhí)行目標(biāo)方法之前開始計時，執(zhí)行完目標(biāo)方法之后結(jié)束計時，差值就是方法運(yùn)行的時間。

計時的方式可以使用時間戳或者spring中的StopWatch類，后者更準(zhǔn)確一點(diǎn)，其實(shí)都差不多。

我們可以通過傳入的joinPoint對象獲取目標(biāo)方法的方法名以及具體所在類和包，joinPoint.getSignature().toString()就能生成目標(biāo)方法的全部有關(guān)名字的信息，我們可以加上一個方法的信息來表示哪一個方法執(zhí)行的時間。

    @Around("pointcut()")public Object doTime(ProceedingJoinPoint joinPoint) {Object result = null;//System.out.println("環(huán)繞通知前置通知");String methodName = "";long start = 0;long end = 0;StopWatch stopWatch = new StopWatch();try {//執(zhí)行攔截方法start = System.currentTimeMillis();stopWatch.start();methodName = joinPoint.getSignature().toString();result = joinPoint.proceed();} catch (Throwable throwable) {throwable.printStackTrace();} finally {end = System.currentTimeMillis();stopWatch.stop();}//System.out.println("環(huán)繞通知后置通知");System.out.println(methodName + "執(zhí)行了" + (end - start) + "ms");System.out.println(methodName + "執(zhí)行了" + (stopWatch.getTotalTimeMillis()) + "ms");return result;}

運(yùn)行結(jié)果：

2.4Spring AOP的實(shí)現(xiàn)原理

Spring AOP是構(gòu)建在動態(tài)代理基礎(chǔ)上，因此 Spring對AOP的支持局限于方法級別的攔截。

Spring AOP支持JDKProxy 和CGLIBProxy方式實(shí)現(xiàn)動態(tài)代理。默認(rèn)情況下，對于非final修飾的類，SpringAOP會基于CGLIBProxy生成代理類，CGLIBProxy生成代理類的原理就是繼承目標(biāo)類，被關(guān)鍵字final修飾的類，由于不能被繼承，所以會基于DKProxy生成代理類。

SpringAOP的本質(zhì)就是生成一個目標(biāo)對象的代理類，當(dāng)前端傳來請求時，不會將請求直接交給目標(biāo)對象，而是首先代理類進(jìn)行處理，如果滿足一定的條件，才會將請求交給目標(biāo)對象。

如果處理請求前需要登錄驗(yàn)證，那么代理類會去驗(yàn)證用戶賬戶是否登錄，如果用戶登錄了才會將請求交給目標(biāo)對象并執(zhí)行核心業(yè)務(wù)代碼，否則代理類之間返回響應(yīng)讓用戶先登錄。

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參考 & 資料

Spring3:AOP

覺得文章寫得不錯的老鐵們，點(diǎn)贊評論關(guān)注走一波！謝謝啦！