Spring高手之路18——从XML配置角度理解Spring AOP

文章目录

1. Spring AOP与动态代理

1.1 Spring AOP和动态代理的关系

Spring AOP

使用动态代理作为其主要机制来实现面向切面的编程。这种机制允许

Spring

在运行时动态地创建代理对象，这些代理对象包装了目标对象（即业务组件），以便在调用目标对象的方法前后插入额外的行为（如安全检查、事务管理、日志记录等）。

• JDK动态代理：当目标对象实现了一个或多个接口时，Spring AOP默认使用JDK的动态代理。JDK动态代理通过反射机制，为接口创建一个代理对象，这个代理对象会拦截对目标接口方法的所有调用。
• CGLIB代理：如果目标对象没有实现任何接口，Spring AOP会退回到使用CGLIB库生成目标类的子类。CGLIB（Code Generation Library）是一个强大的高性能代码生成库，它在运行时扩展了Java类，并在子类中覆盖了方法来实现方法拦截。

无论使用哪种代理方式，目的都是在不改变原有业务逻辑代码的基础上，通过切面定义的通知在方法执行的不同阶段插入附加行为。

1.2 AOP基本术语

1. 切面（Aspect）：切面是面向切面编程的核心，它是将横跨多个类的关注点（如日志记录、事务管理等）模块化的构造。一个切面可以包含多种类型的通知（Advice）和一个或多个切点（Pointcut），用于定义在何处以及何时执行这些通知。
2. 连接点（Join Point）：连接点代表程序执行过程中的某个特定位置，Spring AOP限定这些位置为方法的调用。简而言之，连接点就是能够插入切面通知的点。
3. 通知（Advice）：通知定义了切面在连接点上要执行的动作。根据通知类型的不同，这些动作可以在方法调用之前、之后、返回结果后或抛出异常时执行。通知类型包括：

• 前置通知（Before advice）：在方法执行之前执行。
• 后置通知（After advice）：在方法执行后执行，无论其结果如何。
• 返回后通知（After-returning advice）：在方法成功执行之后执行。
• 异常后通知（After-throwing advice）：在方法抛出异常后执行。
• 环绕通知（Around advice）：在方法执行之前和之后执行，提供对方法调用的全面控制。

1. 切点（Pointcut）：切点是一个表达式，切点表达式允许通过方法名称、访问修饰符等条件来匹配连接点，决定了通知应该在哪些方法执行时触发。
2. 目标对象（Target Object）：被一个或多个切面所通知的对象。也被称为被代理对象。
3. AOP代理（AOP Proxy）：AOP框架创建的对象，用于实现切面契约（由通知和切点定义）。在Spring AOP中，AOP代理可以是JDK动态代理或CGLIB代理。
4. 引入（Introduction）：引入允许向现有的类添加新的方法或属性。这是通过定义一个或多个附加接口（Introduction interfaces）实现的，AOP框架会为目标对象创建一个代理，该代理实现这些接口。

如果还是觉得抽象，我们再举一个电影制作的例子来类比

• 🎭 切面（Aspect）   想象一下，有人正在拍摄一部电影，而电影中的特效（比如爆炸和特殊光效）就像是应用程序中需要处理的横切关注点（比如日志记录或事务管理）。这些特效会在电影的许多不同场景中出现，而不仅仅局限于某一个特定场景。在AOP中，这些“特效”就是切面，它们可以被应用到程序的多个部分，而不需要改变实际的场景（或代码）。
• 📍 连接点（Join Point）   继续使用电影的比喻，每个场景中的特定时刻，比如一个爆炸发生的瞬间，可以看作是一个连接点。在编程中，这通常对应于方法的调用。
• 📣 通知（Advice）   通知就像是导演对特效团队的具体指令，比如“在这个场景开始之前加入一个爆炸效果”或“场景结束后显示烟雾渐散的效果”。这些指令告诉特效团队在电影的哪个具体时刻应该添加特定的效果。在AOP中，这些“指令”就是通知，指定了切面（特效）应该在连接点（特定的代码执行时刻）之前、之后或周围执行。
• 🎯 切点（Pointcut）   如果说通知是导演对特效团队的指令，那么切点就是指令中包含的具体条件，比如“所有夜晚的外景戏”。切点定义了哪些连接点（比如哪些具体的方法调用）应该接收通知（特效指令）。
• 🎬 目标对象（Target Object）   目标对象就是那些需要添加特效的场景。在我们的编程比喻中，它们是那些被切面逻辑影响的对象（比如需要日志记录的类）。
• 🕵️‍♂️ AOP代理（AOP Proxy）AOP代理就像是特效团队提供的一个虚拟的、可控制特效的场景副本。这个副本在观众看来与原场景无异，但实际上它能在导演需要的时刻自动添加特效。在编程中，代理是一个被AOP框架自动创建的对象，它包装了目标对象，确保了通知（特效指令）在正确的时间被执行。
• 🎁 引入（Introduction）   引入就好比是在电影中加入一个全新的角色或者场景，这在原本的脚本中并不存在。在AOP中，引入允许我们向现有的类添加新的方法或属性，这就像是在不改变原始脚本的情况下扩展电影的内容。

2. 通过XML配置实现Spring AOP

Spring

提供了丰富的

AOP

支持，可以通过

XML

配置来定义切面、通知（

advice

）和切点（

pointcuts

）。这样可以在不修改源代码的情况下增加额外的行为（如日志、事务管理等）

实现步骤：

1. 添加Spring依赖：在项目的pom.xml中添加Spring框架和AOP相关的依赖。
2. 定义业务接口和实现类：创建业务逻辑接口及其实现，比如一个简单的服务类。
3. 定义切面类：创建一个切面类，用于定义前置、后置、环绕等通知。
4. 配置XML：在applicationContext.xml中配置切面和业务bean，以及AOP相关的标签。

2.1 添加Spring依赖

在

pom.xml

文件中，添加以下依赖

<dependencies><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-context</artifactId><version>5.3.10</version></dependency><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-aop</artifactId><version>5.3.10</version></dependency><dependency><groupId>org.aspectj</groupId><artifactId>aspectjweaver</artifactId><version>1.9.6</version></dependency></dependencies>

2.2 定义业务接口和实现类

首先，我们定义一个业务逻辑接口

MyService

和它的实现

MyServiceImpl

。

MyService.java:

packagecom.example.demo.aop;publicinterfaceMyService{StringperformAction(String input)throwsException;}

MyServiceImpl.java:

packagecom.example.demo.aop;publicclassMyServiceImplimplementsMyService{@OverridepublicStringperformAction(String action)throwsException{System.out.println("Performing action in MyService: "+ action);if("throw".equals(action)){thrownewException("Exception from MyService");}return"Action performed: "+ action;}}

2.3 定义切面类

接下来，我们定义一个切面类

MyAspect

，这个类将包含一个前置通知（

advice

），它在

MyService

的

performAction

方法执行之前执行。

MyAspect.java:

packagecom.example.demo.aop;importorg.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;publicclassMyAspect{// 前置通知publicvoidbeforeAdvice(){System.out.println("Before advice is running!");}// 后置通知publicvoidafterAdvice(){System.out.println("After advice is running!");}// 返回后通知publicvoidafterReturningAdvice(Object retVal){System.out.println("After returning advice is running! Return value: "+ retVal);}// 异常后通知publicvoidafterThrowingAdvice(Throwable ex){System.out.println("After throwing advice is running! Exception: "+ ex.getMessage());}// 环绕通知publicObjectaroundAdvice(ProceedingJoinPoint joinPoint)throwsThrowable{System.out.println("Around advice: Before method execution");Object result =null;try{
            result = joinPoint.proceed();}finally{System.out.println("Around advice: After method execution");}return result;}}

2.4 配置XML

最后，我们需要在

Spring

的配置文件

applicationContext.xml

中配置上述

bean

以及

AOP

的相关内容。

applicationContext.xml:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><beansxmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
                           http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
                           http://www.springframework.org/schema/aop
                           http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd"><!-- 
上面这是XML文件的头部声明，它定义了文件的版本和编码类型，同时引入了Spring beans 和 AOP 的命名空间。
通过这些命名空间，我们可以在XML中使用<bean>和<aop:*>标签。 
--><!-- Bean definitions --><beanid="myService"class="com.example.demo.aop.MyServiceImpl"/><beanid="myAspect"class="com.example.demo.aop.MyAspect"/><!-- AOP配置 --><aop:config><!-- 定义切面及其通知 --><aop:aspectid="myAspectRef"ref="myAspect"><!-- 定义切点，指定通知应该在哪些方法执行时触发 --><aop:pointcutid="serviceOperation"expression="execution(* com.example.demo.aop.MyService.performAction(..))"/><!-- 应用前置通知，指定方法执行前的操作 --><aop:beforemethod="beforeAdvice"pointcut-ref="serviceOperation"/><!-- 应用后置通知，指定方法执行后的操作，不论方法执行成功还是抛出异常 --><aop:aftermethod="afterAdvice"pointcut-ref="serviceOperation"/><!-- 应用返回后通知，指定方法成功执行并返回后的操作 --><aop:after-returningmethod="afterReturningAdvice"pointcut-ref="serviceOperation"returning="retVal"/><!-- 应用异常后通知，指定方法抛出异常后的操作 --><aop:after-throwingmethod="afterThrowingAdvice"pointcut-ref="serviceOperation"throwing="ex"/><!-- 应用环绕通知，提供方法执行前后的完全控制 --><aop:aroundmethod="aroundAdvice"pointcut-ref="serviceOperation"/></aop:aspect></aop:config></beans>

• myService：这是业务逻辑的bean，指向MyServiceImpl类的实例。
• myAspect：这是切面的bean，指向MyAspect类的实例。
• **<aop:config>**：这是AOP配置的根元素，所有的AOP配置，包括切面定义、切点和通知方法等，都需要在此元素内部定义。
• 切面（Aspect）：通过<aop:aspect>元素定义，它包含了一系列通知（advice）和一个或多个切点（pointcut）。这个元素将切面类（包含通知逻辑的类）与具体的操作（如何、何时对目标对象进行增强）关联起来。
• 切点（Pointcut）：通过<aop:pointcut>元素定义，切点通过表达式来指定，当需要精确控制哪些方法执行时会触发通知时，就需要定义切点。切点表达式可以非常精确地指定方法，例如通过方法名称、参数类型、注解等。expression定义了切点的表达式，指明了切点的匹配规则。这里的表达式execution(* com.example.demo.aop.MyService.performAction(..))意味着切点匹配MyService接口中performAction方法的执行，切点用于指定在哪些连接点（Join Point，例如方法调用）上应用通知。

**关于解析表达式

execution(* com.example.demo.aop.MyService.performAction(..))

**

1. execution：是最常用的切点函数，用于匹配方法执行的连接点。
2. *：表示方法的返回类型是任意的。
3. com.example.demo.aop.MyService.performAction：指定了全路径的接口名和方法名。
4. **(…)**：表示方法参数是任意的，无论方法有多少个参数都匹配。

• 连接点（Join Point）：连接点是指在程序执行过程中的某一点，比如方法的调用。 连接点是通过切点（Pointcut）的表达式来识别和匹配的，execution(* com.example.demo.aop.MyService.performAction(..))表达式定义了一个切点，它指定了一个明确的连接点集合——即MyService接口的performAction方法的所有调用。这个例子中，MyService接口的performAction方法的调用就是潜在的连接点。每次performAction方法被调用时，就达到了一个连接点。这个连接点就是这里通知应用的时机。
• 通知（Advice）：这是AOP通过在特定时机执行的操作来增强方法的执行。method属性指明当切点匹配时应该执行的切面的方法名，pointcut-ref引用了上面定义的切点。比如这里的beforeAdvice是在目标方法performAction执行之前被调用的方法。这意味着每当MyService.performAction(..)方法被调用时，beforeAdvice方法将首先被执行。

  总结为一句话：

Spring AOP

通过在切面中定义规则（切点）来指定何时（连接点）以及如何（通知）增强特定方法，实现代码的模块化和关注点分离，无需修改原有业务逻辑。

  通过这种方式，

Spring AOP

允许定义在特定方法执行前、执行后、环绕执行等时机插入自定义逻辑，而无需修改原有业务逻辑代码。这是实现关注点分离的一种强大机制，特别是对于跨越应用程序多个部分的横切关注点（如日志、事务管理等）。

注意，如果

<aop:config>

设置为

<aop:configproxy-target-class="true"><!-- 其他配置不变 --></aop:config>

设置

proxy-target-class="true"

会使

Spring AOP

优先使用

CGLIB

代理，即使目标对象实现了接口。默认情况下，不需要设置

proxy-target-class

属性，或者将其设置为

false

，则是使用

JDK

动态代理。

主程序：

DemoApplication.java:

packagecom.example.demo;importcom.example.demo.aop.MyService;importorg.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;publicclassDemoApplication{publicstaticvoidmain(String[] args){ClassPathXmlApplicationContext context =newClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");MyService myService =(MyService) context.getBean("myService");try{System.out.println(myService.performAction("normal"));}catch(Exception e){
            e.printStackTrace();}System.out.println("=======================");try{System.out.println(myService.performAction("throw"));}catch(Exception e){System.out.println("Exception caught in main: "+ e.getMessage());}

        context.close();}}

运行结果：

  通过结合动态代理技术和这些

AOP

概念，

Spring AOP

能够以非侵入式的方式为应用程序提供横切关注点的支持，这样开发者就可以将这些关注点模块化，并保持业务逻辑组件的聚焦和简洁。

  如果对动态代理感兴趣可以再调试看看，这里是

JDK

动态代理是因为

public class MyServiceImpl implements MyService

实现了接口，调试如下：

简单说一下这里能看到的关键类和接口

• ProxyFactory: 这是Spring AOP用来创建代理对象的工厂类。它可以根据目标对象是否实现接口来决定使用JDK动态代理还是CGLIB代理。
• AopProxy: 这个接口定义了获取代理对象的方法。它有两个主要实现：JdkDynamicAopProxy（用于JDK动态代理）和CglibAopProxy（用于CGLIB代理）。
• JdkDynamicAopProxy: 实现了AopProxy接口，使用JDK动态代理技术创建代理。它实现了InvocationHandler接口，拦截对代理对象的所有方法调用。
• CglibAopProxy: 同样实现了AopProxy接口，但使用CGLIB库来创建代理对象。对于没有实现接口的类，Spring会选择这种方式来创建代理。

如果大家想深入了解

Spring AOP

的源码，可以直接查看

JdkDynamicAopProxy

和

CglibAopProxy

这两个类的实现。这里不是本篇重点，简单提一下：

比如在

JdkDynamicAopProxy

中看到动态代理的实现：

1. JdkDynamicAopProxy类实现了InvocationHandler接口，这是JDK动态代理的核心。在其invoke方法中，会有逻辑判断是否需要对调用进行拦截，并在调用前后应用相应的通知。
2. 创建代理的过程主要是在ProxyFactory通过调用createAopProxy()方法时完成的，这个方法会根据配置返回JdkDynamicAopProxy或CglibAopProxy的实例。
3. 代理的使用：客户端代码通过ProxyFactory获取代理对象，并通过这个代理对象调用目标方法。代理对象在内部使用JdkDynamicAopProxy或CglibAopProxy来拦截这些调用，并根据AOP配置执行通知。通过ProxyFactory获取代理对象的过程，通常在Spring的配置和使用中是隐式完成的，特别是在使用Spring容器管理AOP时。这一过程不需要开发者直接调用ProxyFactory类。当Spring配置中定义了一个bean，并对其应用了切面，Spring容器会自动处理代理的创建和应用通知的过程。这是通过Spring的后处理器和AOP命名空间的支持实现的，开发者通常只需声明式地配置切面和通知即可。

如果想看到

CGLIB

代理，这里有

2

种方法

第

1

种方法是去掉

MyServiceImpl

实现的

MyService

接口，然后把主程序和

expression

表达式对应的地方改成

MyServiceImpl

。
第

2

种方法就是

Spring

配置文件中显式设置

<aop:config>

标签的

proxy-target-class="true"

属性来实现这一点。如下：

<aop:configproxy-target-class="true"><!-- 其他配置保持不变 --></aop:config>

调试如下：

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