AOP概念
AOP(Aspect Oriented Programming),即面向切面编程,可以说是OOP(Object Oriented Programming,面向对象编程)的补充和完善。OOP引入封装、继承、多态等概念来建立一种对象层次结构,用于模拟公共行为的一个集合。不过OOP允许开发者定义纵向的关系,但并不适合定义横向的关系,例如日志功能。日志代码往往横向地散布在所有对象层次中,而与它对应的对象的核心功能毫无关系对于其他类型的代码,如安全性、异常处理和透明的持续性也都是如此,这种散布在各处的无关的代码被称为横切(cross cutting),在OOP设计中,它导致了大量代码的重复,而不利于各个模块的重用。
AOP技术恰恰相反,它利用一种称为”横切”的技术,剖解开封装的对象内部,并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块,并将其命名为”Aspect”,即切面。所谓”切面”,简单说就是那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来,便于减少系统的重复代码,降低模块之间的耦合度,并有利于未来的可操作性和可维护性。
使用”横切”技术,AOP把软件系统分为两个部分:核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点,与之关系不大的部分是横切关注点。横切关注点的一个特点是,他们经常发生在核心关注点的多处,而各处基本相似,比如权限认证、日志、事物。AOP的作用在于分离系统中的各种关注点,将核心关注点和横切关注点分离开来。
AOP核心概念
Aspect(切面): Aspect 声明类似于 Java 中的类声明,在 Aspect 中会包含着一些 Pointcut 以及相应的 Advice。
Joint point(连接点):表示在程序中明确定义的点,典型的包括方法调用,对类成员的访问以及异常处理程序块的执行等等,它自身还可以嵌套其它 joint point。
Pointcut(切点):表示一组 joint point,这些 joint point 或是通过逻辑关系组合起来,或是通过通配、正则表达式等方式集中起来,它定义了相应的 Advice 将要发生的地方。
Advice(增强):Advice 定义了在 Pointcut 里面定义的程序点具体要做的操作,它通过 before、after 和 around 来区别是在每个 joint point 之前、之后还是代替执行的代码。
Target(目标对象):织入 Advice 的目标对象.。
Weaving(织入):将 Aspect 和其他对象连接起来, 并创建 Adviced object 的过程
举例理解
下面我以一个简单的例子来比喻一下 AOP 中 Aspect, Joint point, Pointcut 与 Advice之间的关系.
让我们来假设一下, 从前有一个叫爪哇的小县城, 在一个月黑风高的晚上, 这个县城中发生了命案. 作案的凶手十分狡猾, 现场没有留下什么有价值的线索. 不过万幸的是, 刚从隔壁回来的老王恰好在这时候无意中发现了凶手行凶的过程, 但是由于天色已晚, 加上凶手蒙着面, 老王并没有看清凶手的面目, 只知道凶手是个男性, 身高约七尺五寸. 爪哇县的县令根据老王的描述, 对守门的士兵下命令说: 凡是发现有身高七尺五寸的男性, 都要抓过来审问. 士兵当然不敢违背县令的命令, 只好把进出城的所有符合条件的人都抓了起来.
来让我们看一下上面的一个小故事和 AOP 到底有什么对应关系.
首先我们知道, 在 Spring AOP 中 Joint point 指代的是所有方法的执行点, 而 point cut 是一个描述信息, 它修饰的是 Joint point, 通过 point cut, 我们就可以确定哪些 Joint point 可以被织入 Advice. 对应到我们在上面举的例子, 我们可以做一个简单的类比, Joint point 就相当于 爪哇的小县城里的百姓,pointcut 就相当于 老王所做的指控, 即凶手是个男性, 身高约七尺五寸, 而 Advice 则是施加在符合老王所描述的嫌疑人的动作: 抓过来审问.
为什么可以这样类比呢?
Joint point : 爪哇的小县城里的百姓: 因为根据定义, Joint point 是所有可能被织入 Advice 的候选的点, 在 Spring AOP中, 则可以认为所有方法执行点都是 Joint point. 而在我们上面的例子中, 命案发生在小县城中, 按理说在此县城中的所有人都有可能是嫌疑人.
Pointcut :男性, 身高约七尺五寸: 我们知道, 所有的方法(joint point) 都可以织入 Advice, 但是我们并不希望在所有方法上都织入 Advice, 而 Pointcut 的作用就是提供一组规则来匹配joinpoint, 给满足规则的 joinpoint 添加 Advice. 同理, 对于县令来说, 他再昏庸, 也知道不能把县城中的所有百姓都抓起来审问, 而是根据凶手是个男性, 身高约七尺五寸, 把符合条件的人抓起来. 在这里 凶手是个男性, 身高约七尺五寸 就是一个修饰谓语, 它限定了凶手的范围, 满足此修饰规则的百姓都是嫌疑人, 都需要抓起来审问.
Advice :抓过来审问, Advice 是一个动作, 即一段 Java 代码, 这段 Java 代码是作用于 point cut 所限定的那些 Joint point 上的. 同理, 对比到我们的例子中, 抓过来审问 这个动作就是对作用于那些满足 男性, 身高约七尺五寸 的爪哇的小县城里的百姓.
Aspect::Aspect 是 point cut 与 Advice 的组合, 因此在这里我们就可以类比: “根据老王的线索, 凡是发现有身高七尺五寸的男性, 都要抓过来审问” 这一整个动作可以被认为是一个 Aspect.
代码案例
我们首先建立配置类Config,在此类开启AspectJ注解@EnableAspectJAutoProxy
注意:在最新版本的Spring框架中,@EnableAspectJAutoProxy
注解不是必需的。当你使用配置或者Spring Boot时,它会自动启用AspectJ自动代理。
Spring框架会根据以下条件自动启用AspectJ自动代理:
- 在类路径下存在AspectJ织入器(例如,AspectJ的相关依赖已经被引入)。
- Spring上下文中存在至少一个
@Aspect
注解的切面类。
因此,如果你的项目满足这些条件,你无需显式地使用@EnableAspectJAutoProxy
注解。Spring框架会自动探测并启用AspectJ自动代理。
Config类:
package com.xsh.springaop;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;
@ComponentScan
@Configuration
//开启AspectJ注解
@EnableAspectJAutoProxy
public class Config {
}
下列代码是一个简单的AOP切面示例,用于在目标方法执行之前和执行之后打印日志。
-
@Aspect
注解表示这是一个切面类,用于声明切面的功能。 -
@Component
注解表示这个切面类是一个Spring组件,将被Spring容器管理。 -
@Before("execution(* com.xsh.springaop.MyServer.fun1(..))")
注解表示这个方法将在目标方法执行之前执行。它使用了切点表达式来指定切入的连接点。在本例中,切点表达式execution(* com.xsh.springaop.MyServer.fun1(..))
表示匹配com.xsh.springaop.MyServer
类中的fun1
方法,并且方法参数任意。 -
@After("execution(* com.xsh.springaop.MyServer.fun2(..))")
注解表示这个方法将在目标方法执行之后执行。切点表达式与上述相似,匹配com.xsh.springaop.MyServer
类中的fun2
方法。 -
beforeMethodExecution()
方法是前置通知方法,它在目标方法执行之前被调用,打印了一条日志信息。 -
afterAdvice()
方法是后置通知方法,它在目标方法执行之后被调用,打印了一条日志信息。
通过这种方式,可以在不修改原有业务逻辑的情况下,通过AOP切面对目标方法进行增强操作,例如记录日志、性能监控、事务管理等。在示例中,切面类LoggingAspect
将在目标方法执行前后输出日志信息。
LoggingAspect:
package com.xsh.springaop;
import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
@Before("execution(* com.xsh.springaop.MyServer.fun1(..))")
public void beforeMethodExecution() {
System.out.println("Before executing method");
}
@After("execution(* com.xsh.springaop.MyServer.fun2(..))")
public void afterAdvice() {
System.out.println("After executing method");
}
}
下列代码是有2个方法,分别对应切面类中的所切方法。
MyServer:
package com.xsh.springaop;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class MyServer {
public void fun1() {
System.out.println("我是方法1111");
}
public void fun2(){
System.out.println("我是方法2222");
}
}
下列代码是一个Spring Boot的应用程序启动类。它实现了CommandLineRunner
接口,用于在应用程序启动后执行一些初始化任务。
-
@Component
注解表示这个类是一个Spring组件,将被Spring容器管理。 -
AppRunner
类实现了CommandLineRunner
接口,它定义了一个run
方法,在应用程序启动后会被自动调用。 - 在
AppRunner
类中,使用@Autowired
注解将MyServer
类的实例自动注入进来,即将MyServer
对象注入到myServer
字段中。 - 在
run
方法中,调用了myServer
对象的fun1()
和fun2()
方法,即执行了目标方法。
通过这种方式,当应用程序启动后,AppRunner
类的run
方法将会被自动调用,从而触发执行MyServer
类中的目标方法fun1()
和fun2()
。这样可以方便地测试和验证切面是否生效,是否正确地增强了目标方法的功能。
AppRunner:
package com.xsh.springaop;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class AppRunner implements CommandLineRunner {
@Autowired
private MyServer myServer;
@Override
public void run(String... args) throws Exception {
myServer.fun1();
myServer.fun2();
}
}
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