Spring AOP

classmate pan 2022-08-06 16:32:11 阅读数:615

springaop

1、什么是 Spring AOP?

在学习 Spring AOP 之前,让我们先来了解⼀下什么是 AOP
AOP(Aspect Oriented Programming)面向切面编程,和OOP(面向对象编程)类似,它是⼀种思想,它是对某⼀类事情的集中处理.

就拿User login permission verification来说:没学AOP 之前,我们所有需要判断⽤户登录的⻚⾯(中的⽅法),都要各⾃实现或调⽤⽤户验证的⽅法,然⽽有了 AOP 之后,我们Need only in one⼀处配置⼀下,所有需要判断⽤户登录⻚⾯(中的⽅法)就全部可以实现⽤user login verification了,不再需要每个⽅法中都写相同的⽤user login verification了.

总结: AOP 是⼀种思想,⽽ Spring AOP 是⼀个框架,提供了⼀种对 AOP 思想的实现,它们的关系和 IoC与 DI 类似.

2、为什要用 AOP?

想象⼀个场景,When we are doing the backend system,Except for several functions such as login and registration, no need to do⽤other than user login verification,almost everything else⻚⾯调⽤的前端控制器( Controller)need to be verified first⽤户登录的状态,那这个时候我们要怎么处理呢

We have done before⽅式是每个 Controller都要写⼀遍⽤user login verification,然⽽当你的功能越来越多,那么你要写的登录验证也越来越多,⽽这些⽅法⼜是相同的,这么多的⽅cost of code modification and maintenance.Is there an easy way to deal with that?⽅案呢
答案是有的,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.

Except for the⼀的⽤Log in judgement,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

也就是说使⽤ AOP A feature that can extend multiple objects⼒,所以 AOP 可以说是 OOP(Object Oriented Programming,⾯向对象编程)的补充和完善.

3、如何学习Spring AOP

Spring AOP 学习主要分为以下 3 个部分:

  1. 学习 AOP 是如何组成的?也就是学习 AOP 组成的相关概念.
  2. 学习 Spring AOP 使⽤.
  3. 学习 Spring AOP 实现原理.

3.1 AOP 组成

3.1.1 切面(Aspect)

定义AOP是针对哪个统一的功能的,这个功能就叫做一个切面,比如用户登录功能或方法的统计日志,Their various functions represent an aspect.切面是由切点通知组成的.

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.

3.1.2 连接点(Join Point)

所有可能触发AOP(拦截方法的点)就称之为连接点

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.
连接点相当于需要被增强的某个 AOP 功能的所有⽅法.

3.1.3 切点(Pointcut)

定义AOP拦截的规则的

point cut⽤就是提供⼀Set of rules to match 连接点,给满⾜Addition of the join point of the rule 通知.
cut point is equivalent tosaves many connection points⼀个集合(如果把切点看成⼀个表,⽽连接点就是表中⼀条⼀条的数据).

3.1.4 通知(Advice)

规定AOP执行的时机和执行的方法

切⾯也是有⽬标的 ——它必须完成的⼯作.在 AOP 术语中,切⾯的⼯作被称之为通知.
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:

  1. 前置通知使用 @Before 通知⽅法会在⽬标⽅法调⽤之前执⾏.
  2. 后置通知使⽤ @After: 通知⽅法会在⽬标⽅法返回或者抛出3异常后调⽤.
  3. Notify the user after returning the data⽤ @AfterReturning: 通知⽅法会在⽬标⽅法返回后调⽤.
  4. 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.
  5. 环绕通知使⽤ @Around: 通知包裹了被通知的⽅法,在被通知的⽅法通知之前和调⽤之后执⾏⾃定义的⾏为.

切点相当于要增强的⽅法.

AOP 整个组成部分的概念如下图所示,以多个⻚⾯都要访问⽤户登录权限为例:
在这里插入图片描述

3.2 Spring AOP 的使用

Spring AOP 的实现步骤如下:

  1. 在项目中添加 Spring AOP 框架
  2. 定义切面
  3. 定义切点
  4. 实现通知

3.2.1 添加 Spring AOP 框架

在 pom.xml 中添加依赖,️中央仓库地址,搜索spring aop,要选择springboot aop,Because our project isspringboot项目.

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

3.2.2 定义切面

package com.example.springAOP.aop;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.springframework.stereotype.Component;
/** * @date 2022/8/4 9:54 */
@Aspect // 表示当前类是一个切面
@Component
public class UserAspect {

}

在这里插入图片描述

3.2.3 定义切点,设置拦截规则

@Aspect // 表示当前类是一个切面
@Component
public class UserAspect {

// 定义一个切点(设置拦截规则)
@Pointcut("execution(* com.example.springAOP.controller.UserController.*(..))")
public void pointcut(){

}
}

其中 pointcut⽅法为空⽅法,它不需要有⽅法体,此⽅法名就是起到⼀个“标识”的作⽤,标识下⾯的通知⽅法具体指的是哪个切点(因为切点可能有很多个).

在这里插入图片描述

3.2.3.1 Aspect 语法中的通配符

  1. * : 表示匹配任意的内容,用在返回值,包名,类名,方法都可以使用
  2. .. : 匹配任意字符,可以使用在方法参数上,如果用在类上需要配合 * 一起使用
  3. + : 表示匹配指定类及其它底下的所有子类,比如 com.Car+ 表示匹配 Car 及其所有子类

3.2.3.2 AspectJ 语法(Spring AOP 切点的匹配方法)

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>)

在这里插入图片描述
表达式示例:

  • execution(* com.cad.demo.User.*(..)) :匹配 User 类⾥的所有⽅法.
  • execution(* com.cad.demo.User+.*(..)) :匹配该类的⼦类包括该类的所有⽅法.
  • execution(* com.cad.*.*(..)) :匹配 com.cad 包下的所有类的所有⽅法.
  • execution(* com.cad..*.*(..)) :匹配 com.cad 包下、⼦孙包下所有类的所有⽅法.
  • execution(* addUser(String, int)) :匹配 addUser ⽅法,且第⼀个参数类型是 String,第⼆个参数类型是 int.

3.2.4 通知

3.2.4.1 前置通知(@Before)

前置通知:在执行目标方法(拦截方法)之前的通知

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
The result after the program starts is as follows:
在这里插入图片描述

3.2.4.2 后置通知(@After)

后置通知:Perform the execution method after the target method
在这里插入图片描述
结果图如下:
在这里插入图片描述

3.2.4.3 返回之后的通知(@AfterReturning)

在这里插入图片描述
结果图如下:
在这里插入图片描述

3.2.4.4 抛出异常之后的通知(@AfterThrowing)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

结果图如下:(because of an exception,没有返回值,So the notification after returning is not executed)
在这里插入图片描述

3.2.4.5 环绕通知(@Around)

在这里插入图片描述
结果图如下:
在这里插入图片描述
使用环绕通知实现统计每个方法的执行时间:

@Around("pointcut()")
public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint){

// spring 中的时间统计对象
StopWatch stopWatch=new StopWatch();
Object result=null;
//System.out.println("环绕通知:前置方法");
try {

stopWatch.start(); // 统计方法的执行时间,Start timing
// 执行目标方法,and the corresponding notification corresponding to the target method
result=joinPoint.proceed();
stopWatch.stop();// 统计方法的执行时间,停止计时
} catch (Throwable throwable) {

throwable.printStackTrace();
}
//System.out.println("环绕通知:后置方法");
System.out.println(joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName()+"."+
joinPoint.getSignature().getName()+"The time it takes for the method to execute is:"+
stopWatch.getTotalTimeMillis()+"ms");
return result;
}

在这里插入图片描述
结果图如下:
在这里插入图片描述

3.3 Spring AOP 实现原理

Spring AOP 是构建在动态代理基础上,因此 Spring 对 AOP 的⽀持局限于⽅law level的拦截.

学AOP之前:
在这里插入图片描述
学AOP之后:
在这里插入图片描述
Spring AOP ⽀持 JDK ProxyCGLIB ⽅式实现动态代理.默认情况下,实现了接⼝的类,使⽤AOP 会基于 JDK ⽣成代理类,没有实现接⼝的类,会基于 CGLIB ⽣成代理类

织⼊(Weaving)代理的生成时机

织⼊是把切⾯应⽤到⽬标对象并创建新的代理对象的过程,切⾯在指定的连接点被织⼊到⽬标对象中.

在⽬标对象的⽣命周期⾥有多个点可以进⾏织⼊:

  1. 编译期:切⾯在⽬标类编译时被织⼊.这种⽅式需要特殊的编译器,AspectJ的织⼊编译器就是以这种⽅式织⼊切⾯的.
  2. 类加载器:切⾯在⽬标类加载到JVM时被织⼊.这种⽅式需要特殊的类加载器(ClassLoader),它可以在⽬标类被引⼊应⽤之前增强该⽬标类的字节码.AspectJ5的加载时织⼊(load-time weaving. LTW)就⽀持以这种⽅式织⼊切⾯.
  3. 运⾏期:切⾯在应⽤运⾏的某⼀时刻被织⼊.⼀般情况下,在织⼊切⾯时,AOP容器会为⽬标对象动态创建⼀个代理对象.SpringAOP就是以这种⽅式织⼊切⾯的.

动态代理:此种实现在设计模式上称为动态代理模式,在实现的技术⼿段上,都是在 class 代码运⾏期,动态的织⼊字节码.

Spring AOP 动态代理实现:

  1. JDK Proxy(JDK 动态代理): JDK 实现,要求被代理类必须实现接⼝,之后是通过 InvocationHandlerProxy,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

  2. CGLIB Proxy :默认情况下 Spring AOP 都会采用 CGLIB 来实现动态代理.它的实现原理是Implement dynamic proxy by inheriting proxy object(子类拥有父类的所有功能),但是缺点是不能代理最终类(也就是被 final 修饰的类)
    在这里插入图片描述

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