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[Java教程]Spring之AOP由浅入深


1.AOP的作用

  在OOP中,正是这种分散在各处且与对象核心功能无关的代码(横切代码)的存在,使得模块复用难度增加。AOP则将封装好的对象剖开,找出其中对多个对象产生影响的公共行为,并将其封装为一个可重用的模块,这个模块被命名为“切面”(Aspect),切面将那些与业务无关,却被业务模块共同调用的逻辑提取并封装起来,减少了系统中的重复代码,降低了模块间的耦合度,同时提高了系统的可维护性。

2.DI 和 IOC 概念

  依赖注入或控制反转的定义中,调用者不负责被调用者的实例创建工作,该工作由Spring框架中的容器来负责,它通过开发者的配置来判断实例类型,创建后再注入调用者。由于Spring容器负责被调用者实例,实例创建后又负责将该实例注入调用者,因此称为依赖注入。而被调用者的实例创建工作不再由调用者来创建而是由Spring来创建,控制权由应用代码转移到了外部容器,控制权发生了反转,因此称为控制反转。

3.BeanFactory与ApplicationContext

  ApplicationContext是BeanFactory的子接口,也被称为应用上下文。BeanFactory提供了Spring的配置框架和基本功能,ApplicationContext则添加了更多企业级功能(如国际化的支持),他另一重要优势在于当ApplicationContext容器初始化完成后,容器中所有的 singleton Bean 也都被实例化了,也就是说当你需要使用singleton Bean 是,在应用中无需等待就可以用,而其他BeanFactory接口的实现类,则会延迟到调用 getBean()方法时构造,ApplicationContext的初始化时间会稍长些,调用getBean()是由于Bean已经构造完毕,速度会更快。因此大部分系统都使用ApplicationContext,而只在资源较少的情况下,才考虑使用BeanFactory。

4.AOP的实现策略

(1)Java SE动态代理:
    使用动态代理可以为一个或多个接口在运行期动态生成实现对象,生成的对象中实现接口的方法时可以添加增强代码,从而实现AOP。缺点是只能针对接口进行代理,另外由于动态代理是通过反射实现的,有时可能要考虑反射调用的开销。
(2)字节码生成(CGLib 动态代理)
    动态字节码生成技术是指在运行时动态生成指定类的一个子类对象,并覆盖其中特定方法,覆盖方法时可以添加增强代码,从而实现AOP。其常用工具是cglib。
(3)定制的类加载器
    当需要对类的所有对象都添加增强,动态代理和字节码生成本质上都需要动态构造代理对象,即最终被增强的对象是由AOP框架生成,不是开发者new出来的。解决的办法就是实现自定义的类加载器,在一个类被加载时对其进行增强。JBoss就是采用这种方式实现AOP功能。
(4)代码生成
    利用工具在已有代码基础上生成新的代码,其中可以添加任何横切代码来实现AOP。
(5)语言扩展
    可以对构造方法和属性的赋值操作进行增强,AspectJ是采用这种方式实现AOP的一个常见Java语言扩展。

 

注意:AOP中的切面封装了增强(Advice)和切点(Pointcut),下面先开始只使用增强,切点暂且不加入。

 

5.编程式增强

  这里我先用“编程式”的方法,也就是暂且不用Spring的配置文件去定义Bean对象,不把代码中的new操作取代。

(1)创建一个接口和实现类

 

(2)编写前置增强和后置增强(这里我将两个增强合并,即实现两个接口)

 

 

(3)JUnit来测试

 

 

(3)环绕增强(当把两个接口合并时,其实完全可以用一个接口就行)

 

  环绕增强类需要实现 org.aopalliance.intercept.MethodInterceptor 接口。注意,这个接口不是 Spring 提供的,它是 AOP 联盟写的,Spring 只是借用了它。

 

之后再JUnit中添加

 

6. 声明式增强

  现在通过Spring配置文件配置bean。同时使用Bean扫描,可以不用在配置文件中配置<bean id="..." />.

(1)Spring配置文件(增强类为环绕增强)

 

 

(2)在相应的实现类和增强类上添加Component注解

 

 

(3)JUnit测试

  从 Context 中根据 id 获取 Bean 对象(其实就是一个代理),调用代理的方法。

 

得到结果

 7.Introduction Advice(引入增强)

  上面的增强仅仅是对方法增强,也就是织入,对类的增强才能叫做引入增强,比如说我不想让GreetingImpl去直接实现Greeting接口,因为这样的话,我就必须去实现他的方法。这时我就能靠Spring引入增强来帮我动态实现。

(1)定义一个新接口Love

 

 

(2)定义授权引入增强类

  定义一个授权引入增强类,实现Love接口,用以丰富GreetingImpl类的功能,这样GreetingImpl就能很巧妙的使用Love接口里的方法而不用去implement。

 

 

配置如下:

 

 

proxyTargetClass属性表示是否代理目标类,默认是false,也就是代理接口,上面一个例子的配置就是没有这一项属性所以用JDK动态代理,现在是true即使用CGLib动态代理。所以在测试方法中是GreetingImpl greetingImpl = (GreetingImpl)context.getBean("beans.

 

(3)JUnit测试

 

 

 

注意:这里的Love love = (Love)greetingImpl 是将目标类强制向上转型为Love接口,就是引入增强(DelegatingIntroductionInterceptor)的特性--“接口动态实现”功能。所以display()方法可以由GreetingImpl的对象来调用,只需要强制转换接口就行。

8. 面向切面编程

(1)通知(增强)Advice

  通知定义了切面是什么以及何时使用,应该应用在某个方法被调用之前?之后?还是抛出异常时?等等。

(2)连接点 Join point

  连接点是在应用执行过程中能够插入切面的一个点。这个点可以是调用方法时,抛出异常时,甚至修改一个字段时。切面代码可以利用这些点插入到应用的正常流程中,并添加新的行为。

(3)切点 Pointcut

  切点有助于缩小切面所通知的连接点的范围。如果说通知定义了切面的“什么”和“何时”的话,那么切点就定义了“何处”,切点会匹配通知所要织入的一个或多个连接点,一般常用正则表达式定义所匹配的类和方法名称来指定这些切点。

(4)切面 Aspect

  切面是通知和切点的结合。通知和切点定义了切面的全部内容——它是什么,在何时何处完成其功能。

(5)引入 Introduction

  引入允许我们向现有的类添加新方法或属性,从而无需修改这些现有类的情况下,让他们具有新的行为和状态。

(6)织入 Weaving

  在过去我常常把织入与引入的概念混淆,我是这样来辨别的,“引入”我把它看做是一个定义,也就是一个名词,而“织入”我把它看做是一个动作,一个动词,也就是切面在指定的连接点被织入到目标对象中。

9.总结一下

  通知包含了需要用于多个应用对象的横切行为;连接点是程序执行过程中能够应用通知的所有点;切点定义了通知被应用的具体位置(在哪些连接点)。其中关键的概念是切点定义了哪些连接点会得到通知(增强)。创建切点来定义切面所织入的连接点是AOP框架的基本功能。

  另外,Spring是基于动态代理的,所以Spring只支持方法连接点,而像AspectJ和JBoss除了方法切点,它们还提供字段和构造器接入点。如果需要方法拦截之外的连接点拦截功能,则可以利用AspectJ来补充SpringAOP的功能。

10.使用基于正则表达式的SpringAOP切面类

  这里使用springAOP的切面类RegexpMethodPointcutAdvisor来配置切面,并在GreetingImpl类中增加两个都以“good”开头的方法,下面要做的就是拦截两个新增方法,而对sayHello()不拦截。

 

 

 

在上面的InterceptorNames属性不再是原来的增强,而是一个定义好的切面greetingAdvisor,切面里面还用正则表达式定义了一个切点,即拦截GreetingImpl类中以good开头的方法。

JUnit测试:

 11.AOP自动代理

 (1)Spring框架自动生成代理。

 

 

 

   属性optimize意思是对代理生成策略是否优化,true表示如果目标类有接口则代理接口(JDK动态代理),如果没有则代理类(CGLib动态代理),这样便可以取代前面强制代理类的proxyTargetClass属性。

 

 

 

此时因为是自动代理,getBean()中的值不再是原来代理id(greetingProxy),而是目标类GreetingImpl的Bean的id(greetingImpl),他同样也是一个代理对象。

 

 

(2)spring根据Bean名称来生成自动代理

beanNames属性代表只为bean的id后缀是“Impl”生成代理。

12. AspectJ execution 表达式拦截

  定义一个切面类,实现环绕增强。@Aspect注解就不需要类再实现接口,@Around注解为AspectJ切点表达式,参数ProceedingJoinPoint的对象即为连接点,此连接点可以取得方法名,参数等等。

这样两行配置,节约了配置大量代理和切面的时间,proxy-target-class为true表示代理目标类。

 

之前的切点表达式定义了拦截类中所有方法,所以每个方法都被增强。同时在ApplicationContext中获取的greetingImpl代理对象,可转型为自己静态实现的接口Greeting也可以是实现类GreetingImpl。属性proxy-target-class默认为false,代表只代理接口,也就是说只能将代理转型为Greeting,而不能是GreetingImpl

实现类GreetingImpl:

 

 

P.s 如果将切面类里的切点从原来的实现类GreetingImpl改为接口Greeting又会发生什么呢?

 

改为:

 

 

结果发现,实现类中的实现接口的方法被增强了,而自己创建的good方法没有被增强,这就是因为切点设置为Greeting接口里面所有方法被加强,所以实现了这个接口中的方法被增强了。

 

 

 

13. AspectJ @DeclareParents 注解(引入增强)

  定义一个切面类AroundAspect:value属性指定了哪种类型的bean要引入该接口。defaultImpl属性指定了为引入功能提供实现的类,@DeclareParents注解所标注的属性指明要引入的接口。

 

LoveImpl实现类:将这个实现类引入目标类GreetingImpl中,就能使用display方法。

JUnit测试:

 

注意:在ApplicationContext中获取的greetingImpl对象是个代理对象,可转型为自己静态实现的接口Greeting,也可以转型为自己动态实现的接口Love,可随意切换。现在的AspectJ的引入增强跟上面的SpringAOP的引入增强只能面向实现类相比,还可面向接口编程。所以有两种方式实现:

 

控制台输出:

 

而对于SpringAOP引入的增强,则只能面向实现类:

 

 

14.Spring的AspectJ自动代理

  Spring的AspectJ自动代理仅仅使用@AspectJ作为创建切面的指导,切面依然是基于代理的。在本质上,它依然是Spring基于代理的切面。这意味着尽管使用的是@AspectJ注解,但我们仍然限于代理方法的调用。当Spring发现一个bean使用了@Aspect注解时,Spring就会创建一个代理,然后将调用委托给被代理的bean或被引入的实现,这取决于调用的方法属于被代理的bean还是属于被引入的接口。

15.在

  在Spring中,注解和自动代理提供了一种很方便的方式来创建切面,但是面向注解的切面有一个明显的劣势:你必须能够为通知类添加注解,为了这一点,必须要有源码。如果你没有源码的话,或者不想将AspectJ注解放到你的代码之中,Spring提供了另外一种方法,Spring

  将前面实现类GreetingImpl和切面类AroundAspect的相关注解@Component,@Aspect,@Around全都移除。编辑

 

我们发现原来的两条配置都可以删除,但是要注意,没有显式配置<aop:aspectj-autoproxy/>不代表不使用自动代理,这条配置默认属性为“false”,表示只代理接口(JDK动态代理),所以如果只想代理接口,可以不用显式写出。

如果想要使用CGLib动态代理,则增加

这时又可以代理目标类了:

 

 

16. END

  这篇文章是我对《Spring实战》和《AOP那点事儿》的一些知识的整理和例子的实现,希望你也能一起实现一下,如果你觉得还不错的话,请点个赞或关注我,以后会有更多的知识分享!