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【Spring】Spring AOP入门及实现原理剖析,cmmb数字电视手机

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文件名:【Spring】Spring AOP入门及实现原理剖析,cmmb数字电视手机 【Spring】Spring AOP入门及实现原理剖析

文章目录 1 初探Aop1.1 何为AOP?1.2 AOP的组成1.2.1 切面(Aspect)1.2.2 连接点(Join Point)1.2.3 切点(Pointcut)1.2.4 通知(Advice) 1.3 AOP的使用场景 2 Spring AOP入门2.1 添加 Spring AOP 框架⽀持2.2 定义切面和切点2.3 定义相关通知 3 Spring AOP实现原理3.1 何为动态代理?3.2 JDK 动态代理实现3.3 CGLIB 动态代理实现3.4 两种方式的区别 写在最后


1 初探Aop 1.1 何为AOP?

AOP (Aspect-Oriented Programming) 是一种编程范式,它提供一种将程序中的横切关注点模块化的方式。横切关注点可以是日志、事务、安全等,它们不属于业务逻辑,但是又必须要与业务逻辑紧密耦合在一起。在 AOP 中,我们将这些横切关注点称为“切面”,它们独立于业务逻辑模块,但是可以在程序运行的不同阶段被织入到业务逻辑中。使用 AOP 可以提高代码复用性、降低模块之间的耦合度、简化代码的维护性等。

1.2 AOP的组成

AOP由切面、切点、连接点和通知组成。

1.2.1 切面(Aspect)

切面是包含了通知、切点和切面的类,相当于AOP实现的某个功能的集合。通俗理解,在程序中就是一个处理某方面具体问题的一个类。里面包含了许多方法,这些方法就是切点和通知。

1.2.2 连接点(Join Point)

应⽤执⾏过程中能够插⼊切⾯的⼀个点,这个点可以是⽅法调⽤时,抛出异常时,甚⾄修改字段时。切⾯代码可以利⽤这些点插⼊到应⽤的正常流程之中,并添加新的⾏为。连接点可以理解为可能会触发AOP规则的所有点。 狭义可以理解为需要进行功能增强的方法。

1.2.3 切点(Pointcut)

切点是连接点的集合。它定义了在哪些连接点上应用特定的通知。通过使用切点表达式,可以根据连接点的特征(例如方法签名或类名)选择特定的连接点。即,切点是用来进行主动拦截的规则(配置)。 具体来说:Pointcut 的作⽤就是提供⼀组规则(使⽤ AspectJ pointcut expression language 来描述)来匹配 Join Point,给满⾜规则的 Join Point 添加 Advice。

1.2.4 通知(Advice)

在AOP术语中,切面的工作被称之为通知。 通知是切面在连接点上执行的动作。它定义了在何时(例如在方法调用之前或之后)以及如何(例如打印日志或进行性能监控)应用切面的行为。即,程序中被拦截请求触发的具体动作。

1.3 AOP的使用场景

回顾下笔者之前的文章,基于Servlet实现的前后端分离的博客系统中,除了登录等⼏个功能不需要做⽤户登录验证之外,其他⼏乎所有⻚⾯调⽤的前端控制器( Controller)都需要先验证⽤户登录的状态。然⽽,当系统的功能越来越多,则要写的登录验证也越来越多,一旦某些功能需要改动,这种处理方式由于耦合性很高,牵一发就会动全身。⽽这些⽅法⼜是相同的,对于这种功能统⼀,且使⽤的地⽅较多的功能,就可以考虑 AOP来统⼀处理了。 例如,原本的博客系统在作者删除、发布、浏览博客前都需要进行登录状态的验证,如果用户未登录,则请求重定向到登录界面。使用AOP后,在用户调用Server服务之前,统一进行校验,验证通过则正常服务,否则,被“拦截”。 除了统一登录判断外,使用AOP还可以实现:

统⼀⽇志记录统⼀⽅法执⾏时间统计统⼀的返回格式设置统⼀的异常处理事务的开启和提交等
2 Spring AOP入门

以上,我们已经对AOP有了基本的了解。接下来,我们的目标是尝试使用Spring AOP来实现AOP的功能,完成的目标如下:

拦截所有StudentController里的方法,即每次调用StudentController中的任意方法的时候,执行相应的通知事件。

Spring AOP 的实现步骤如下:

添加 Spring AOP 框架⽀持。定义切⾯和切点。 (1)创建切面类 (2)配置拦截规则定义通知。 2.1 添加 Spring AOP 框架⽀持

首先,创建Spring Boot项目 在pom.xml中添加Spring AOP的依赖配置:

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.boot/spring-boot-starter-aop --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId></dependency> 2.2 定义切面和切点

使用 @Aspect 注解表明当前类为一个切面,而在切点中,我们要定义拦截的规则,具体实现如下:

import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;import org.springframework.stereotype.Component;@Aspect // 表明此类为一个切面@Component // 随着框架的启动而启动public class StudentAspect {// 定义切点, 这里使用 Aspect 表达式语法@Pointcut("execution(* com.hxh.demo.controller.StudentController.*(..))")public void pointcut(){ }}

在上述实现代码中,pointcut 为一个空方法,只是起到一个“标识”的作用,即,标识下面的通知方法具体指的是哪个切点,切点可以有多个。

切点表达式由切点函数组成,其中 execution() 是最常⽤的切点函数,⽤来匹配⽅法,语法为:

execution(<修饰符><返回类型><包.类.⽅法(参数)><异常>) 修饰符和异常可以省略

*常见的切点表达式的示例:

匹配特定类的所有方法: execution(* com.example.MyClass.*(..)):匹配 com.example.MyClass 类中的所有方法。匹配特定包下的所有方法: execution(* com.example.*.*(..)):匹配 com.example 包及其子包下的所有方法。匹配特定注解标注的方法: execution(@com.example.MyAnnotation * *(..)):匹配被 com.example.MyAnnotation 注解标注的所有方法。匹配特定方法名的方法: execution(* com.example.MyClass.myMethod(..)):匹配 com.example.MyClass 类中名为 myMethod 的方法。匹配特定方法参数类型的方法: execution(* com.example.MyClass.myMethod(String, int)):匹配 com.example.MyClass 类中具有一个 String 参数和一个 int 参数的 myMethod 方法。匹配特定返回类型的方法: execution(String com.example.MyClass.myMethod(..)):匹配 com.example.MyClass 类中返回类型为 String 的 myMethod 方法。

StudentController.java

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestController@RequestMapping("/student")public class StudentController {@RequestMapping("/hi")public String sayHi(String name) {System.out.println("执行了 sayHi 方法~");return "Hi," + name;}@RequestMapping("/hello")public String sayHello() {System.out.println("执行了 sayHello 方法~");return "Hello, hxh";}} 2.3 定义相关通知

通知定义的是被拦截方法具体要执行的业务。 Spring 切⾯类中,可以在⽅法上使⽤以下注解,会设置⽅法为通知⽅法,在满⾜条件后会通知本⽅法进⾏调⽤:

前置通知使⽤ @Before:通知⽅法会在⽬标⽅法调⽤之前执⾏。后置通知使⽤ @After:通知⽅法会在⽬标⽅法返回或者抛出异常后调⽤。返回之后通知使⽤ @AfterReturning:通知⽅法会在⽬标⽅法返回后调⽤。抛异常后通知使⽤ @AfterThrowing:通知⽅法会在⽬标⽅法抛出异常后调⽤。环绕通知使⽤ @Around:通知包裹了被通知的⽅法,在被通知的⽅法调用之前和调⽤之后执⾏⾃定义的⾏为。

具体实现如下:

前置通知与后置通知(异常通知和返回后通知仅仅是注解不同,方式一致,这里不再赘述~)

import org.aspectj.lang.annotation.After;import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;import org.aspectj.lang.annotation.Before;import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;import org.springframework.stereotype.Component;@Aspect // 表明此类为一个切面@Component // 随着框架的启动而启动public class StudentAspect {// 定义切点, 这里使用 Aspect 表达式语法@Pointcut("execution(* com.hxh.demo.controller.StudentController.*(..))")public void pointcut(){ }// 前置通知@Before("pointcut()")public void beforeAdvice() {System.out.println("执行了前置通知~");}// 后置通知@After("pointcut()")public void afterAdvice() {System.out.println("执行了后置通知~");}}

环绕通知的具体实现 环绕通知是有Object返回值的,需要把执行流程的结果返回给框架,框架拿到对象继续执行。

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;import org.aspectj.lang.annotation.*;import org.springframework.stereotype.Component;@Aspect // 表明此类为一个切面@Component // 随着框架的启动而启动public class StudentAspect {// 定义切点, 这里使用 Aspect 表达式语法@Pointcut("execution(* com.hxh.demo.controller.StudentController.*(..))")public void pointcut(){ }// 环绕通知@Around("pointcut()")public Object aroundAdvice(ProceedingJoinPoint joinPoint) {System.out.println("进入环绕通知~");Object obj = null;// 执行目标方法try {obj = joinPoint.proceed();} catch (Throwable e) {e.printStackTrace();}System.out.println("退出环绕通知~");return obj;}}


3 Spring AOP实现原理

Spring AOP 是通过动态代理的⽅式,在运⾏期将 AOP 代码织⼊到程序中的,它的实现⽅式有两种:JDK Proxy 和 CGLIB。因此,Spring 对 AOP 的支持局限于方法级别的拦截。

CGLIB是Java中的动态代理框架,主要作⽤就是根据⽬标类和⽅法,动态⽣成代理类。Java中的动态代理框架,⼏乎都是依赖字节码框架(如 ASM,Javassist 等)实现的。字节码框架是直接操作 class 字节码的框架。可以加载已有的class字节码⽂件信息,修改部分信息,或动态⽣成⼀个 class。 3.1 何为动态代理?

动态代理(Dynamic Proxy)是一种设计模式,它允许 在运行时创建代理对象,并将方法调用转发给实际的对象。 动态代理可以用于实现横切关注点(如日志记录、性能监控、事务管理等)的功能,而无需修改原始对象的代码。 在Java中,动态代理通常使用java.lang.reflect.Proxy类和java.lang.reflect.InvocationHandler接口来实现。

以下是使用动态代理的一般步骤:

创建一个实现InvocationHandler接口的类,该类将作为代理对象的调用处理程序。在InvocationHandler接口的invoke方法中,可以定义在方法调用前后执行的逻辑。

使用Proxy类的newProxyInstance方法创建代理对象。该方法接受三个参数:类加载器、代理接口数组和调用处理程序。它将返回一个实现指定接口的代理对象。

使用代理对象调用方法。当调用代理对象的方法时,实际上会调用调用处理程序的invoke方法,并将方法调用转发给实际的对象。

3.2 JDK 动态代理实现

先通过实现 InvocationHandler 接⼝创建⽅法调⽤处理器,再通过 Proxy 来创建代理类。

// 动态代理:使⽤JDK提供的api(InvocationHandler、Proxy实现),此种⽅式实现,要求被代理类必须实现接⼝public class PayServiceJDKInvocationHandler implements InvocationHandler {// ⽬标对象即就是被代理对象private Object target;public PayServiceJDKInvocationHandler(Object target) {this.target = target;}// proxy代理对象@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 1.安全检查System.out.println("安全检查");// 2.记录⽇志System.out.println("记录⽇志");// 3.时间统计开始System.out.println("记录开始时间");// 通过反射调⽤被代理类的⽅法Object retVal = method.invoke(target, args);//4.时间统计结束System.out.println("记录结束时间");return retVal;}public static void main(String[] args) {PayService target= new AliPayService();// ⽅法调⽤处理器InvocationHandler handler =new PayServiceJDKInvocationHandler(target);// 创建⼀个代理类:通过被代理类、被代理实现的接⼝、⽅法调⽤处理器来创建PayService proxy = (PayService) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),new Class[]{PayService.class},handler);proxy.pay();}} 3.3 CGLIB 动态代理实现 public class PayServiceCGLIBInterceptor implements MethodInterceptor {// 被代理对象private Object target;public PayServiceCGLIBInterceptor(Object target) {this.target = target;}@Overridepublic Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {// 1.安全检查System.out.println("安全检查");// 2.记录⽇志System.out.println("记录⽇志");// 3.时间统计开始System.out.println("记录开始时间");// 通过cglib的代理⽅法调⽤Object retVal = methodProxy.invoke(target, args);// 4.时间统计结束System.out.println("记录结束时间");return retVal;}public static void main(String[] args) {PayService target= new AliPayService();PayService proxy= (PayService) Enhancer.create(target.getClass(),new PayServiceCGLIBInterceptor(target));proxy.pay();}} 3.4 两种方式的区别 JDK 实现,要求被代理类必须实现接⼝, 之后是通过 InvocationHandler 及 Proxy,在运⾏时动态的在内存中⽣成了代理类对象,该代理对象是通过实现同样的接⼝实现(类似静态代理接⼝实现的⽅式),只是该代理类是在运⾏期时,动态的织⼊统⼀的业务逻辑字节码来完成。CGLIB 实现,被代理类可以不实现接⼝, 是通过继承被代理类,在运⾏时动态的⽣成代理类对象。
写在最后

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