面向切面: AOP
创始人
2025-05-31 19:09:43
0

1. 面向切面AOP

1.1 场景模拟

创建子模块:spring-aop

1.1.1 声明接口

声明计算机接口Calculator,包含加减乘除的抽象方法

public interface Calculator {int add(int i, int j);int sub(int i, int j);int mul(int i, int j);int div(int i, int j);}

1.1.2 创建实现类

在这里插入图片描述

public class CalculatorImpl implements Calculator {@Overridepublic int add(int i, int j) {int result = i + j;System.out.println("方法内部 result = " + result);return result;}@Overridepublic int sub(int i, int j) {int result = i - j;System.out.println("方法内部 result = " + result);return result;}@Overridepublic int mul(int i, int j) {int result = i * j;System.out.println("方法内部 result = " + result);return result;}@Overridepublic int div(int i, int j) {int result = i / j;System.out.println("方法内部 result = " + result);return result;}
}

1.1.3 创建带日志功能的实现类

在这里插入图片描述

public class CalculatorLogImpl implements Calculator {@Overridepublic int add(int i, int j) {System.out.println("[日志] add 方法开始了,参数是:" + i + "," + j);int result = i + j;System.out.println("方法内部 result = " + result);System.out.println("[日志] add 方法结束了,结果是:" + result);return result;}@Overridepublic int sub(int i, int j) {System.out.println("[日志] sub 方法开始了,参数是:" + i + "," + j);int result = i - j;System.out.println("方法内部 result = " + result);System.out.println("[日志] sub 方法结束了,结果是:" + result);return result;}@Overridepublic int mul(int i, int j) {System.out.println("[日志] mul 方法开始了,参数是:" + i + "," + j);int result = i * j;System.out.println("方法内部 result = " + result);System.out.println("[日志] mul 方法结束了,结果是:" + result);return result;}@Overridepublic int div(int i, int j) {System.out.println("[日志] div 方法开始了,参数是:" + i + "," + j);int result = i / j;System.out.println("方法内部 result = " + result);System.out.println("[日志] div 方法结束了,结果是:" + result);return result;}
}

1.1.4 提出问题

  1. 代码缺陷
    • 对核心业务功能有干扰,导致程序员在开发核心业务功能时分散了精力
    • 附加功能分散在各个业务功能方法中,不利于统一维护
  2. 解决问题
    • 解决这两个问题,核心就是:解耦。我们需要把附加功能从业务功能代码中抽取出来。
  3. 困难
    • 解决问题的困难:要抽取的代码在方法内部,靠以前把子类中的重复代码抽取到父类的方式没法解决。所以需要引入新的技术。

1.2 代理模式

1.2.1 概念

  1. 介绍
    • 二十三种设计模式中的一种,属于结构型模式。它的作用就是通过提供一个代理类,让我们在调用目标方法的时候,不再是直接对目标方法进行调用,而是通过代理类间接调用。让不属于目标方法核心逻辑的代码从目标方法中剥离出来——解耦。调用目标方法时先调用代理对象的方法,减少对目标方法的调用和打扰,同时让附加功能能够集中在一起也有利于统一维护。
      在这里插入图片描述
      使用代理后:
      在这里插入图片描述
  2. 生活中的代理
    • 广告商找大明星拍广告需要经过经纪人
    • 房产中介是买卖双方的代理
  3. 相关术语
    • 代理:将非核心逻辑剥离出来以后,封装这些非核心逻辑的类、对象、方法。
    • 目标:被代理“套用”了非核心逻辑代码的类、对象、方法。

1.2.2 静态代理

public class CalculatorStaticProxy implements Calculator {// 将被代理的目标对象声明为成员变量private Calculator target;public CalculatorStaticProxy(Calculator target) {this.target = target;}@Overridepublic int add(int i, int j) {// 附加功能由代理类中的代理方法来实现System.out.println("[日志] add 方法开始了,参数是:" + i + "," + j);// 通过目标对象来实现核心业务逻辑int addResult = target.add(i, j);System.out.println("[日志] add 方法结束了,结果是:" + addResult);return addResult;}
}

静态代理确实实现了解耦,但是由于代码都写死了,完全不具备任何的灵活性。就拿日志功能来说,将来其他地方也需要附加日志,那还得再声明更多个静态代理类,那就产生了大量重复的代码,日志功能还是分散的,没有统一管理。

1.2.3 动态代理

在这里插入图片描述
生成代理对象的工厂类

public class ProxyFactory {//目标对象private Object target;public ProxyFactory(Object target) {this.target = target;}//返回代理对象public Object getProxy() {/*** Proxy.newProxyInstance()方法* 有三个参数* 第一个参数:ClassLoader: 加载动态生成代理类的来加载器* 第二个参数: Class[] interfaces:目录对象实现的所有接口的class类型数组* 第三个参数:InvocationHandler:设置代理对象实现目标对象方法的过程*///第一个参数:ClassLoader: 加载动态生成代理类的来加载器ClassLoader classLoader = target.getClass().getClassLoader();//第二个参数: Class[] interfaces:目录对象实现的所有接口的class类型数组Class[] interfaces = target.getClass().getInterfaces();//第三个参数:InvocationHandler:设置代理对象实现目标对象方法的过程InvocationHandler invocationHandler =new InvocationHandler() {//第一个参数:代理对象//第二个参数:需要重写目标对象的方法//第三个参数:method方法里面参数@Overridepublic Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args) throws Throwable {//方法调用之前输出System.out.println("[动态代理][日志] "+method.getName()+",参数:"+ Arrays.toString(args));//调用目标的方法Object result = method.invoke(target, args);//方法调用之后输出System.out.println("[动态代理][日志] "+method.getName()+",结果:"+ result);return result;}};return Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,invocationHandler);}
}

1.2.4 测试

@Testpublic void testDynamicProxy(){myProsy factory = new myProsy(new CalculatorImpl());Calculator proxy = (Calculator) factory.getProxy();proxy.add(1,0);//proxy.div(1,1);}

1.3 AOP概念及相关术语

1.3.1 概述

AOP(Aspect Oriented Programming)是一种设计思想,是软件设计领域中的面向切面编程,它是面向对象编程的一种补充和完善,它以通过预编译方式和运行期动态代理方式实现,在不修改源代码的情况下,给程序动态统一添加额外功能的一种技术。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离,从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低,提高程序的可重用性,同时提高了开发的效率。

1.3.2 相关术语

  1. 横切关注点
    • 分散在每个各个模块中解决同一样的问题,如用户验证、日志管理、事务处理、数据缓存都属于横切关注点。
    • 从每个方法中抽取出来的同一类非核心业务。在同一个项目中,我们可以使用多个横切关注点对相关方法进行多个不同方面的增强。
    • 这个概念不是语法层面的,而是根据附加功能的逻辑上的需要:有十个附加功能,就有十个横切关注点。
      在这里插入图片描述
  2. 增强
    • 增强,通俗说,就是你想要增强的功能,比如 安全,事务,日志等。
    • 每一个横切关注点上要做的事情都需要写一个方法来实现,这样的方法就叫通知方法。
    • 前置通知:在被代理的目标方法前执行
    • 返回通知:在被代理的目标方法成功结束后执行(寿终正寝)
    • 异常通知:在被代理的目标方法异常结束后执行(死于非命)
    • 后置通知:在被代理的目标方法最终结束后执行(盖棺定论)
    • 环绕通知:使用try…catch…finally结构围绕整个被代理的目标方法,包括上面四种通知对应的所有位置
      在这里插入图片描述
  3. 切面
    • 封装通知方法的类
      在这里插入图片描述
  4. 目标
    • 被代理的目标对象
  5. 代理
    • 向目标对象应用通知之后创建的代理对象
  6. 连接点
    • 这也是一个纯逻辑概念,不是语法定义的。
    • 把方法排成一排,每一个横切位置看成x轴方向,把方法从上到下执行的顺序看成y轴,x轴和y轴的交叉点就是连接点。通俗说,就是spring允许你使用通知的地方
      在这里插入图片描述
  7. 切入点
    • 定位连接点的方式。
    • 每个类的方法中都包含多个连接点,所以连接点是类中客观存在的事物(从逻辑上来说)。
    • 如果把连接点看作数据库中的记录,那么切入点就是查询记录的 SQL 语句。
    • Spring 的 AOP 技术可以通过切入点定位到特定的连接点。通俗说,要实际去增强的方法
    • 切点通过 org.springframework.aop.Pointcut 接口进行描述,它使用类和方法作为连接点的查询条件。

1.3.3 作用

  1. 简化代码:把方法中固定位置的重复的代码抽取出来,让被抽取的方法更专注于自己的核心功能,提高内聚性。
  2. 代码增强:把特定的功能封装到切面类中,看哪里有需要,就往上套,被套用了切面逻辑的方法就被切面给增强了。

1.4 基于注解的AOP

1.4.1 技术说明

在这里插入图片描述

  1. 动态代理分为JDK动态代理和cglib动态代理
  2. 当目标类有接口的情况使用JDK动态代理和cglib动态代理,没有接口时只能使用cglib动态代理
  3. JDK动态代理动态生成的代理类会在com.sun.proxy包下,类名为$proxy1,和目标类实现相同的接口
  4. cglib动态代理动态生成的代理类会和目标在在相同的包下,会继承目标类
  5. 动态代理(InvocationHandler):JDK原生的实现方式,需要被代理的目标类必须实现接口。因为这个技术要求代理对象和目标对象实现同样的接口(兄弟两个拜把子模式)
  6. cglib:通过继承被代理的目标类(认干爹模式)实现代理,所以不需要目标类实现接口。
  7. AspectJ:是AOP思想的一种实现。本质上是静态代理,将代理逻辑“织入”被代理的目标类编译得到的字节码文件,所以最终效果是动态的。weaver就是织入器。Spring只是借用了AspectJ中的注解。

1.4.2 准备工作

  1. 添加依赖
org.springframeworkspring-context6.0.2org.springframeworkspring-aop6.0.2org.springframeworkspring-aspects6.0.2org.junit.jupiterjunit-jupiter-api5.3.1org.apache.logging.log4jlog4j-core2.19.0org.apache.logging.log4jlog4j-slf4j2-impl2.19.0

  1. 准备被代理的目标资源
    接口
public interface Calculator {int add(int i, int j);int sub(int i, int j);int mul(int i, int j);int div(int i, int j);}

实现类

@Component
public class CalculatorImpl implements Calculator {@Overridepublic int add(int i, int j) {int result = i + j;System.out.println("方法内部 result = " + result);return result;}@Overridepublic int sub(int i, int j) {int result = i - j;System.out.println("方法内部 result = " + result);return result;}@Overridepublic int mul(int i, int j) {int result = i * j;System.out.println("方法内部 result = " + result);return result;}@Overridepublic int div(int i, int j) {int result = i / j;System.out.println("方法内部 result = " + result);return result;}
}

1.4.3 创建切面类并配置

// @Aspect表示这个类是一个切面类
@Aspect
// @Component注解保证这个切面类能够放入IOC容器
@Component
public class LogAspect {//代表前置通知,execution:给哪个方法使用@Before("execution(public int com.atguigu.aop.annotation.CalculatorImpl.*(..))")public void beforeMethod(JoinPoint joinPoint){// JoinPoint.getSignature()获得签名信息String methodName = joinPoint.getSignature().getName();String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());System.out.println("Logger-->前置通知,方法名:"+methodName+",参数:"+args);}//代表后置通知,execution:给哪个方法使用@After("execution(* com.atguigu.aop.annotation.CalculatorImpl.*(..))")public void afterMethod(JoinPoint joinPoint){String methodName = joinPoint.getSignature().getName();System.out.println("Logger-->后置通知,方法名:"+methodName);}//代表返回通知,execution:给哪个方法使用,returning:结果@AfterReturning(value = "execution(* com.atguigu.aop.annotation.CalculatorImpl.*(..))", returning = "result")public void afterReturningMethod(JoinPoint joinPoint, Object result){String methodName = joinPoint.getSignature().getName();System.out.println("Logger-->返回通知,方法名:"+methodName+",结果:"+result);}//代表异常通知,execution:给哪个方法使用 throwing:异常信息@AfterThrowing(value = "execution(* com.atguigu.aop.annotation.CalculatorImpl.*(..))", throwing = "ex")public void afterThrowingMethod(JoinPoint joinPoint, Throwable ex){String methodName = joinPoint.getSignature().getName();System.out.println("Logger-->异常通知,方法名:"+methodName+",异常:"+ex);}//代表环绕通知,execution:给哪个方法使用@Around("execution(* com.atguigu.aop.annotation.CalculatorImpl.*(..))")public Object aroundMethod(ProceedingJoinPoint joinPoint){String methodName = joinPoint.getSignature().getName();String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());Object result = null;try {System.out.println("环绕通知-->目标对象方法执行之前");//目标对象(连接点)方法的执行result = joinPoint.proceed();System.out.println("环绕通知-->目标对象方法返回值之后");} catch (Throwable throwable) {throwable.printStackTrace();System.out.println("环绕通知-->目标对象方法出现异常时");} finally {System.out.println("环绕通知-->目标对象方法执行完毕");}return result;}}

在Spring的配置文件中配置




执行测试

public class CalculatorTest {private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CalculatorTest.class);@Testpublic void testAdd(){ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");Calculator calculator = ac.getBean( Calculator.class);int add = calculator.add(1, 1);logger.info("执行成功:"+add);}}

1.4.4 各种通知

  1. 前置通知:使用@Before注解标识,在被代理
  2. 返回通知:使用@AfterReturning注解标识,在被代理的目标方法成功结束后执行(寿终正寝)
  3. 异常通知:使用@AfterThrowing注解标识,在被代理的目标方法异常结束后执行(死于非命)
  4. 后置通知:使用@After注解标识,在被代理的目标方法最终结束后执行(盖棺定论)
  5. 环绕通知:使用@Around注解标识,使用try…catch…finally结构围绕整个被代理的目标方法,包括上面四种通知对应的所有位置
    在这里插入图片描述

1.4.5 切入点表达式语法

  1. 作用在这里插入图片描述
  2. 语法细节
    在这里插入图片描述

1.4.6 重用切入点表达式

  1. 声明
@Pointcut("execution(* com.atguigu.aop.annotation.*.*(..))")
public void pointCut(){}
  1. 在同一个切面中使用
@Before("pointCut()")
public void beforeMethod(JoinPoint joinPoint){String methodName = joinPoint.getSignature().getName();String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());System.out.println("Logger-->前置通知,方法名:"+methodName+",参数:"+args);
}
  1. 在不同的切面使用
@Before("com.atguigu.aop.CommonPointCut.pointCut()")
public void beforeMethod(JoinPoint joinPoint){String methodName = joinPoint.getSignature().getName();String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());System.out.println("Logger-->前置通知,方法名:"+methodName+",参数:"+args);
}

1.4.7 获取通知的相关信息

  1. 获取连接点信息
    获取连接点信息可以在通知方法的参数位置设置JoinPoint类型的形参
 @Before("execution(public int com.atguigu.aop.annotation.CalculatorImpl.*(..))")
public void beforeMethod(JoinPoint joinPoint){//获取连接点的签名信息String methodName = joinPoint.getSignature().getName();//获取目标方法到的实参信息String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());System.out.println("Logger-->前置通知,方法名:"+methodName+",参数:"+args);
}
  1. 获取目标方法的返回值
    @AfterReturning中的属性returning,用来将通知方法的某个形参,接收目标
@AfterReturning(value = "execution(* com.atguigu.aop.annotation.CalculatorImpl.*(..))", returning = "result")
public void afterReturningMethod(JoinPoint joinPoint, Object result){String methodName = joinPoint.getSignature().getName();System.out.println("Logger-->返回通知,方法名:"+methodName+",结果:"+result);
}
  1. 获取目标方法的异常
    @AfterThrowing中的属性throwing,用来将通知方法的某个形参,接收目标方法的异常
@AfterThrowing(value = "execution(* com.atguigu.aop.annotation.CalculatorImpl.*(..))", throwing = "ex")
public void afterThrowingMethod(JoinPoint joinPoint, Throwable ex){String methodName = joinPoint.getSignature().getName();System.out.println("Logger-->异常通知,方法名:"+methodName+",异常:"+ex);
}

1.4.8 环绕通知

@Around("execution(* com.atguigu.aop.annotation.CalculatorImpl.*(..))")
public Object aroundMethod(ProceedingJoinPoint joinPoint){String methodName = joinPoint.getSignature().getName();String args = Arrays.toString(joinPoint.getArgs());Object result = null;try {System.out.println("环绕通知-->目标对象方法执行之前");//目标方法的执行,目标方法的返回值一定要返回给外界调用者result = joinPoint.proceed();System.out.println("环绕通知-->目标对象方法返回值之后");} catch (Throwable throwable) {throwable.printStackTrace();System.out.println("环绕通知-->目标对象方法出现异常时");} finally {System.out.println("环绕通知-->目标对象方法执行完毕");}return result;
}

1.4.9 切面的优先级

  1. 相同目标方法上同时存在多个切面时,切面的优先级控制切面的内外嵌套
    • 优先级高的切面:外面
    • 优先级低的切面:里面
  2. 使用@Order注解可以控制切面的优先级:
    • @Order(较小的数):优先级高
    • @Order(较大的数):优先级低
    • 在这里插入图片描述

1.5 基于XML的AOP

1.5.1 准备工作

基于注解的AOP环境

1.5.2 实现



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