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的基本概念

(1)Aspect(切面):通常是一个类,里面可以定义切入点和通知

(2)JointPoint(连接点):程序执行过程中明确的点,一般是方法的调用

(3)Advice(通知):AOP在特定的切入点上执行的增强处理,有before,after,afterReturning,afterThrowing,around

(4)Pointcut(切入点):就是带有通知的连接点,在程序中主要体现为书写切入点表达式

(5)weave(织入):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

(6)introduction(引入):引入允许我们向现有的类添加新方法或属性

(5)AOP代理:AOP框架创建的对象,代理就是目标对象的加强。Spring中的AOP代理可以使JDK动态代理,也可以是CGLIB代理,前者基于接口,后者基于子类

Spring AOP

Spring中AOP代理由Spring的IOC容器负责生成、管理,其依赖关系也由IOC容器负责管理。因此,AOP代理可以直接使用容器中的其它bean实例作为目标,这种关系可由IOC容器的依赖注入提供。Spring创建代理的规则为:

1、默认使用Java动态代理来创建AOP代理,这样就可以为任何接口实例创建代理了

2、当需要代理的类不是代理接口的时候,Spring会切换为使用CGLIB代理,也可强制使用CGLIB

AOP编程其实是很简单的事情,纵观AOP编程,程序员只需要参与三个部分:

1、定义普通业务组件

2、定义切入点,一个切入点可能横切多个业务组件

3、定义增强处理,增强处理就是在AOP框架为普通业务组件织入的处理动作

基于注解的AOP配置方式

1.启用@AsjectJ支持

在applicationContext.xml中配置下面一句:

<aop:aspectj-autoproxy />
2.通知类型介绍

(1)Before:在目标方法被调用之前做增强处理,@Before只需要指定切入点表达式即可

(2)AfterReturning:在目标方法正常完成后做增强,@AfterReturning除了指定切入点表达式后,还可以指定一个返回值形参名returning,代表目标方法的返回值

(3)AfterThrowing:主要用来处理程序中未处理的异常,@AfterThrowing除了指定切入点表达式后,还可以指定一个throwing的返回值形参名,可以通过该形参名来访问目标方法中所抛出的异常对象

(4)After:在目标方法完成之后做增强,无论目标方法时候成功完成。@After可以指定一个切入点表达式

(5)Around:环绕通知,在目标方法完成前后做增强处理,环绕通知是最重要的通知类型,像事务,日志等都是环绕通知,注意编程中核心是一个ProceedingJoinPoint

3.例子:

首先编写一个切面类:

@Component
@Aspect
public class Operator {
    
    @Pointcut("execution(* com.aijava.springcode.service..*.*(..))")
    public void pointCut(){}
    
    @Before("pointCut()")
    public void doBefore(JoinPoint joinPoint){
        System.out.println("AOP Before Advice...");
    }
    
    @After("pointCut()")
    public void doAfter(JoinPoint joinPoint){
        System.out.println("AOP After Advice...");
    }
    
    @AfterReturning(pointcut="pointCut()",returning="returnVal")
    public void afterReturn(JoinPoint joinPoint,Object returnVal){
        System.out.println("AOP AfterReturning Advice:" + returnVal);
    }
    
    @AfterThrowing(pointcut="pointCut()",throwing="error")
    public void afterThrowing(JoinPoint joinPoint,Throwable error){
        System.out.println("AOP AfterThrowing Advice..." + error);
        System.out.println("AfterThrowing...");
    }
    
    @Around("pointCut()")
    public void around(ProceedingJoinPoint pjp){
        System.out.println("AOP Aronud before...");
        try {
            pjp.proceed();
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("AOP Aronud after...");
    }
    
}

上面代码中定义了切面类。其中 通过@Pointcut注解声明频繁使用的切点表达式。pointCut()方法并无内容,供@Pointcut注解依附

如下定义一个service类:

@Service
public class UserService {
    
    public void add(){
        System.out.println("UserService add()");
    }
    
    public boolean delete(){
        System.out.println("UserService delete()");
        return true;
    }
    
    public void edit(){
        System.out.println("UserService edit()");
        int i = 5/0;
    }
}

下面开始测试:

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
            UserService userService = (UserService) ctx.getBean("userService");
            userService.add();
        }
    }

上面是一个比较简单的测试,基本涵盖了各种增强定义。上列中进入目标方法add()时会在各个相应切点进行织入,注意:做环绕通知的时候,调用ProceedingJoinPoint的proceed()方法才会执行目标方法。

4.通知执行的优先级

进入目标方法时,先织入Around,再织入Before,退出目标方法时,先织入Around,再织入AfterReturning,最后才织入After。

注意:Spring AOP的环绕通知会影响到AfterThrowing通知的运行,不要同时使用!同时使用也没啥意义。

5.切入点的定义和表达式

切入点表达式的定义算是整个AOP中的核心,有一套自己的规范

Spring AOP支持的切入点指示符:

(1)execution:用来匹配执行方法的连接点:

@Pointcut("execution(* com.aijava.springcode.service..*.*(..))")

第一个表示匹配任意的方法返回值,..(两个点)表示零个或多个,上面的第一个..表示service包及其子包,第二个表示所有类,第三个*表示所有方法,第二个..表示方法的任意参数个数

@Pointcut("within(com.aijava.springcode.service.*)")

within限定匹配方法的连接点,上面的就是表示匹配service包下的任意连接点

@Pointcut("this(com.aijava.springcode.service.UserService)")

this用来限定AOP代理必须是指定类型的实例,如上,指定了一个特定的实例,就是UserService

@Pointcut("bean(userService)")

bean也是非常常用的,bean可以指定IOC容器中的bean的名称

6.基于XML形式的配置方式

例子: 首先定义接口

public interface HelloWorld
{
    void printHelloWorld();
    void doPrint();
}

实现接口

public class HelloWorldImpl1 implements HelloWorld
{
    public void printHelloWorld()
    {
        System.out.println("Enter HelloWorldImpl1.printHelloWorld()");
    }
    
    public void doPrint()
    {
        System.out.println("Enter HelloWorldImpl1.doPrint()");
        return ;
    }
}
public class HelloWorldImpl2 implements HelloWorld
{
    public void printHelloWorld()
    {
        System.out.println("Enter HelloWorldImpl2.printHelloWorld()");
    }
    
    public void doPrint()
    {
        System.out.println("Enter HelloWorldImpl2.doPrint()");
        return ;
    }
} 

定义横切关注点:

public class TimeHandler
{
    public void printTime()
    {
        System.out.println("CurrentTime = " + System.currentTimeMillis());
    }
}

编写aop.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.2.xsd
        http://www.springframework.org/schema/aop
        http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.2.xsd">
        
        <bean id="helloWorldImpl1" class="com.cf.aop.HelloWorldImpl1" />
        <bean id="helloWorldImpl2" class="com.cf.aop.HelloWorldImpl2" />
        <bean id="timeHandler" class="com.cf.aop.TimeHandler" />
        
        <aop:config>
            <aop:aspect id="time" ref="timeHandler">
                <aop:pointcut id="addAllMethod" expression="execution(* com.xrq.aop.HelloWorld.*(..))" />
                <aop:before method="printTime" pointcut-ref="addAllMethod" />
                <aop:after method="printTime" pointcut-ref="addAllMethod" />
            </aop:aspect>
        </aop:config>
</beans>

调用:

public static void main(String[] args)
{
    ApplicationContext ctx = 
            new ClassPathXmlApplicationContext("aop.xml");
        
    HelloWorld hw1 = (HelloWorld)ctx.getBean("helloWorldImpl1");
    HelloWorld hw2 = (HelloWorld)ctx.getBean("helloWorldImpl2");
    hw1.printHelloWorld();
    System.out.println();
    hw1.doPrint();
    
    System.out.println();
    hw2.printHelloWorld();
    System.out.println();
    hw2.doPrint();
}

输出:

CurrentTime = 1446129611993
Enter HelloWorldImpl1.printHelloWorld()
CurrentTime = 1446129611993

CurrentTime = 1446129611994
Enter HelloWorldImpl1.doPrint()
CurrentTime = 1446129611994

CurrentTime = 1446129611994
Enter HelloWorldImpl2.printHelloWorld()
CurrentTime = 1446129611994

CurrentTime = 1446129611994
Enter HelloWorldImpl2.doPrint()
CurrentTime = 1446129611994