Spring的右臂：AOP-大魏Java记11

 Spring的左膀是IoC，右臂是AOP。

一、AOP的定义

AOP（Aspect-Oriented Programming，面向切面编程）中，“切面”是个关键词。什么是切面？

我们知道，Java语言是面向对象的，是OOP（Object-Oriented Programing，面向对象编程）。OOP引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构，用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候，OOP则显得无能为力。也就是说，OOP允许你定义从上到下的关系，但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中，而与它所散布到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是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切（cross-cutting）代码，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。

而AOP技术则恰恰相反，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，并将其名为“Aspect”，即切面。所谓“切面”，简单地说，就是将那些与业务无关，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，降低模块间的耦合度，并有利于未来的可操作性和可维护性。AOP代表的是一个横向的关系，如果说“对象”是一个空心的圆柱体，其中封装的是对象的属性和行为；那么面向方面编程的方法，就仿佛一把利刃，将这些空心圆柱体剖开，以获得其内部的消息。而剖开的切面，也就是所谓的“方面”了。然后它又以巧夺天功的妙手将这些剖开的切面复原，不留痕迹。

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，而各处都基本相似。比如权限认证、日志、事务处理。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。正如Avanade公司的高级方案构架师Adam Magee所说，AOP的核心思想就是“将应用程序中的商业逻辑同对其提供支持的通用服务进行分离。”

实现AOP的技术，主要分为两大类：一是采用动态代理技术，利用拦截方法的方式，对该方法进行装饰，以取代原有对象行为的执行；二是采用静态织入的方式，引入特定的语法创建“切面”，从而使得编译器可以在编译期间织入有关“切面”的代码。

二、AOP框架的实现

目前最流行的AOP框架有两类：Spring AOP(使用纯Java实现)和AspectJ（扩展了Java语言，提供了一个专门的编译器，在编译的时候提供横向代码的切入）。

AOP包含以下几个专业术语：

AOP的实现方式整体目录：

1. Spring APO：

   1.1 手动代理

     1.1.1 JDK动态代理

     1.1.2 CGLIB

      1.2 声明工厂Bean

   2. AspectJ

      2.1 基于XML声明  AspectJ

      2.2 基于Annotation声明 AspectJ

三、手动代理

代理模式是Java中常用的设计模式，代理类通过调用被代理类的相关方法，提供预处理、过滤、事后处理等服务。AOP使用手动代理有两个典型的例子：

• 1.JDK动态代理
  

• 2.CGLIB代理

3.1、JDK动态代理

JDK动态代理是通过JDK中的java.lang.reflect.Proxy类来实现的。我们看一个JDK动态代理的具体实现步骤：

首先创建一个名为UserDao的接口类，接口类中定义了：增删查存四个方法。

接口实现类UserDaoImpl对UserDao接口进行了实现，分别实现了save()，update()，delete()方法。

上上图中，我们看到了@Override

@Override是伪代码,表示重写(当然不写也可以)，不过写上有如下好处:

1、可以当注释用,方便阅读；

2、编译器可以给你验证@Override下面的方法名是否是你父类中所有的，如果没有则报错。例如，你如果没写@Override，而你下面的方法名又写错了，这时你的编译器是可以编译通过的，因为编译器以为这个方法是你的子类中自己增加的方法。

新创建一个包，然后创建一个切面类：MyAspect。

类中有两个增强的方法：myBefore()、myAfter(),它们主要是通知（Advice）的内容。

接下来，创建MybeanFactory类，在该类中通过Proxy实现动态代理。

该类代码中，标红部分是对UserDaoImpl()和new MyAspect()进行实例化。

该类代码中，标黄部分是返回Proxy.newProxyInstance。

Proxy.newProxyInstance()方法有三个参数：

1. 类加载器(Class Loader)

2. 需要实现的接口数组

3. InvocationHandler接口。所有动态代理类的方法调用，都会交由InvocationHandler接口实现类里的invoke()方法去处理。这是动态代理的关键所在。

我们看到invoke()调用的是MyAspect的两个方法，即分别打印“方法执行前”

“方法执行后”

package cn.itcast.jdk;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;

import java.lang.reflect.Method;

import java.lang.reflect.Proxy;

import cn.itcast.dao.UserDao;

import cn.itcast.dao.UserDaoImpl;

public class MyBeanFactory {

public static UserDao getBean(){

final UserDao userDao = new UserDaoImpl();

final MyAspect myAspect = new MyAspect();

return (UserDao)(

MyBeanFactory.class.getClassLoader(),

new Class[]{UserDao.class}, 

new InvocationHandler() {

@Override

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

//增强前

myAspect.myBefore();

//目标类的方式

Object obj = method.invoke(userDao, args);

//增强后

myAspect.myAfter();

return obj;

}

});

}

书写测试类：

测试类运行结果：

我们看得到了预想的结果，即实现了方法的增强。

3.2、CGLIB代理

JDK的动态代理使用起来很方便，但他的局限性在于使用对象代理的对象必须实现一个或多个接口，如果想代理没有实现接口的类，可以使用CGLIB。CGLIB是通过继承的方式做的动态代理，因此如果某个类被标记为final，那么它是无法使用CGLIB做动态代理的。

CGLIB的全称是：Code Generation Library，它是一个高性能开源的代码生成包，它的底层通过使用ASM来转换字节码，为一个类创建子类，然后对子类进行增强，解决无接口的问题。

ASM在spring-core*.jar中。

# jar -xvf spring-core-5.3.1.jar

上图中，我们看到asm中包含很多类文件。

我们通过一个代码展示CGLIB代理。

首先创建一个BookDao.java类，里面包含update、delete、find方法。每个方法打印不同的字段。

我们在另外一个包里创建MyBeanFactory类。

CGLIB模式下，Enhancer是核心类。通过它进行类增强，并增强回调函数。

上图中16步是调用的cglib类库中的如下类：

[root@repo proxy]# ls -ak /spring-framework-5.3.1/libs/org/springframework/cglib/proxy/Enhancer.class

/spring-framework-5.3.1/libs/org/springframework/cglib/proxy/Enhancer.class

接下来，创建测试类：

运行测试类，结果与我们期望相同：

四、声明式工程Bean

通知（Advice）就是对其目标切入点增强的内容。AOP联盟为Advice定义了org.aopalliance.aop.Advice接口，Spring通知按照在目标类方法的连接点位置，可以分为5种类型。

我们看下图列出的5种Advice接口类型，他们的通知位置和作用都有所区别。

在Spring中创建一个AOP代理的基本方法是：使用org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean这个类对应的切入点和通知提供了完整的控制能力、生成指定的内容。      

ProxyFactoryBean这个类常用的可配置属性如下图所示：   

从上图我们可以ProxyFactoryBean的具体实现，要么通过JDK动态代理（有接口类的时候），要么通过CGLIB（没有接口类的时候）。                                                                             

ProxyFactoryBean依赖如下jar包：

• spring-aop-*.jar：这个在Spring的包中已经提供：spring-aop-5.3.1.jar

• com.springsource.org.aopalliance*jar
  

这个包在网上可以直接搜到。

接下来，我们看代码。

我们接着上一小节的实验，创建切面类MyAspect。

我们看到切面类实现了MethodInterceptor接口，并实现了该接口的invoke方法。

在Spring Aop框架中，MethodInterceptor接口被用来拦截指定的方法，对方法进行增强。

接下来，书写应用上下文配置文件。

• 需要注意的是，下图11-12行，是直接对一个类进行实现方式的注释，即将ProxyFactoryBean注释为Bean ID为：userDaoProxy。这是创建代理的核心配置。
  

• 第14-15行标记标记的是要实现哪个接口，即UserDao（接口的内容见3.1，包含4个方法）。

• 第17-18行表示的是要代理的目标，是userDao
  

• 第19行表示的是要植入的Advice，即名为myAspect的切面类。

• 第21行表示使用jdk动态代理。
  

接下来，创建测试类TestFactoryBean。

测试类中有一个名为demo01的方法。这个方法从Spring中获取到UserDaoProxy的实例---->对应上图的第11行--->代理UerDao接口--->执行切面类--->执行切面类：MyAspect中的内容。

执行结果如下：

结果符合我们的预期。

五、AspectJ开发

新版本的Spring，建议使用AspectJ来开发AOP。

AspectJ中又包含两种实现方式：

• 5.1 基于XML声明式的AspectJ

• 5.2 基于Annoitation的声明式AspectJ。

这两种实现方式中，第二种用的更多。因为第一种方式需要在XML中需要配置大量的信息。第一种方式我们不展开介绍。

Annotation的注解如下：

接下来，我们看代码。

首先定义一个切面类。

下图16行@Aspect用于声明这是一个切面类，该类作为组件使用，因此必须在第17行添加@Component才能生效。

22行@Pointcut注解用来配置切入点，然后在每个通知相应的的方法上添加注解声明，并且将切入点方法名"myPointCut“作为参数传递，指定要在哪个切入点执行这个方法。

在目标类UserDaoImpl中添加注解@Repository(),将其标识为Spring中的Bean。

书写配置文件如下。

13、14行添加扫描包，使注解生效。

16行开启切面的自动代理。

书写测试类如下：

• 8行@RunWith注解标识这个是一个JUnit4的测试程序
  

• @Autowired注解将UserDao接口的实现类对象类注入到该测试类中，最后调用save（）方法进行测试。
  

执行结果如下：