Spring AOP

Spring AOP

什么是 Spring AOP

AOP（Aspect Oriented Programming）：⾯向切⾯编程，它是⼀种思想，它是对某⼀类事情的集中处理。⽐如⽤户登录权限的效验，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，我们只需要在某⼀处配置⼀下，所有需要判断⽤户登录⻚⾯（中的⽅法）就全部可以实现⽤户登录验证了，不再需要每个⽅法中都写相同的⽤户登录验证了

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

为什要⽤ AOP

想象⼀个场景，我们在做后台系统时，除了登录和注册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，那这个时候我们要怎么处理呢

我们之前的处理⽅式是每个 Controller 都要写⼀遍⽤户登录验证，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，这么多的⽅法就会代码修改和维护的成本。那有没有简单的处理⽅案呢？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

除了统⼀的⽤户登录判断之外，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 可以扩充多个对象的某个能⼒，所以 AOP 可以说是 OOP（Object OrientedProgramming，⾯向对象编程）的补充和完善

Spring AOP 应该怎么学习呢

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

AOP 组成

切⾯（Aspect）

切⾯（Aspect）由切点（Pointcut）和通知（Advice）组成，它既包含了横切逻辑的定义，也包括了连接点的定义

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

切点（Pointcut）

定义一个拦截规则

Pointcut 是匹配 Join Point 的谓词

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

切点相当于保存了众多连接点的⼀个集合（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）

通知（Advice）

执行AOP的逻辑业务

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

通知：定义了切⾯是什么，何时使⽤，其描述了切⾯要完成的⼯作，还解决何时执⾏这个⼯作的问题

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，在被通知的⽅法通知之前和调⽤之后执⾏⾃定义的⾏为

连接点（Join Point）

所有可能触发切点的点称作连接点

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

连接点相当于需要被增强的某个 AOP 功能的所有⽅法

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：

Spring AOP 实现

接下来我们使⽤ Spring AOP 来实现⼀下 AOP 的功能，完成的⽬标是拦截所有 UserController ⾥⾯的⽅法，每次调⽤ UserController 中任意⼀个⽅法时，都执⾏相应的通知事件。
Spring AOP 的实现步骤如下

1. 添加 Spring AOP 框架⽀持
2. 定义切⾯和切点
3. 定义通知

添加 AOP 框架⽀持

在 pom.xml 中添加如下配置：

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId></dependency>

创建切面

创建切点

切点指的是具体要处理的某⼀类问题，⽐如⽤户登录权限验证就是⼀个具体的问题，记录所有⽅法的执⾏⽇志就是⼀个具体的问题，切点定义的是某⼀类问题

Spring AOP 切点的定义如下，在切点中我们要定义拦截的规则，具体实现如下

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）

切点表达式说明
AspectJ ⽀持三种通配符

• * ：匹配任意字符，只匹配⼀个元素（包，类，或⽅法，⽅法参数）
• ..：匹配任意字符，可以匹配多个元素 ，在表示类时，必须和 * 联合使⽤
• + ：表示按照类型匹配指定类的所有类，必须跟在类名后⾯，如 com.cad.Car+ ,表示继承该类的所有⼦类包括本身

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>)

创建通知

通知定义的是被拦截的⽅法具体要执⾏的业务，⽐如⽤户登录权限验证⽅法就是具体要执⾏的业务。
Spring AOP 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，在被通知的⽅法通知之前和调⽤之后执⾏⾃定义的⾏为

具体实现如下：

创建连接点

运行程序，触发切点结果如下：

创建对照组"连接点"

运行程序，"触发"切点结果如下：

由于该方法并没有被拦截，所以没有触发切点并执行通知

三级目录

Spring AOP 实现原理

Spring AOP 是构建在动态代理基础上，因此 Spring 对 AOP 的⽀持局限于⽅法级别的拦截

Spring AOP ⽀持 JDK Proxy 和 CGLIB 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：

• 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
• 类加载期：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
• 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

我们学习 Spring 框架中的AOP，主要基于两种⽅式：JDK 及 CGLIB 的⽅式。这两种⽅式的代理⽬标都是被代理类中的⽅法，在运⾏期，动态的织⼊字节码⽣成代理类

• 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

JDK 和 CGLIB 实现的区别

JDK 动态代理：通过实现代理类的子类实现动态代理
CGLIB 动态代理：通过反射实现，要求被代理的类必须实现接口

总结

AOP 是对某⽅⾯能⼒的统⼀实现，它是⼀种实现思想，Spring AOP 是对 AOP 的具体实现，SpringAOP 可通过 AspectJ（注解）的⽅式来实现 AOP 的功能，Spring AOP 的实现步骤是：

1. 添加 AOP 框架⽀持
2. 定义切⾯和切点
3. 定义通知

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