一、什么是Aop

Aop(Aspect Oriented Programming),意为:面向切面编程,通过预编译方式和运行期间动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。AOP是OOP的延续,是软件开发中的一个热点,也是Spring框架中的一个重要内容,是函数式编程的一种衍生范型。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。

在Spring中提供了面向切面编程的丰富支持,允许通过分离应用的业务逻辑与系统级服务(例如审计(auditing)和事务(transaction)管理)进行内聚性的开发。应用对象只实现它们应该做的——完成业务逻辑——仅此而已。它们并不负责(甚至是意识)其它的系统级关注点,例如日志或事务支持。

主要功能

日志记录,性能统计,安全控制,事务处理,异常处理等等。

主要意图

将日志记录,性能统计,安全控制,事务处理,异常处理等代码从业务逻辑代码中划分出来,通过对这些行为的分离,我们希望可以将它们独立到非指导业务逻辑的方法中,进而改变这些行为的时候不影响业务逻辑的代码。

aop中的常见概念

  • 切点:要添加代码的地方,称做切点
  • 通知:通知就是想切点动态添加代码
  • 切面:切点+通知
  • 连接点:切点的定义

aop系列思维导图

aop系列思维导图

二、基于jdk的动态代理

1、定义一个求和的接口

public interface MyCalculator {
    int add(int a, int b);
}

2、定义实现类

public class MyCalculatorImpl implements MyCalculator {
    public int add(int a, int b) {
        return a+b;
    }
}

3、定义代理类

public class CalculatorProxy {
    public static Object getInstance(final MyCalculatorImpl myCalculator) {
        return Proxy.newProxyInstance(
			CalculatorProxy.class.getClassLoader(),
			myCalculator.getClass().getInterfaces(),
			new InvocationHandler(){
            /**
             * @param proxy 代理对象
             * @param method 代理的方法
             * @param args 方法的参数
             * @return
             * @throws Throwable
             */
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                System.out.println(method.getName()+"方法开始执行啦...");
                Object invoke = method.invoke(myCalculator, args);
                System.out.println(method.getName()+"方法执行结束啦...");
                return invoke;
            }
        });
    }
}

Proxy.newProxyInstance 方法接收三个参数,第一个是一个 classloader,第二个是代理多项实现的接口,第三个是代理对象方法的处理器,所有要额外添加的行为都在 invoke 方法中实现。

三、spring中Aop的五种通知和自定义注解方式实现

  1. 前置通知
  2. 后置通知
  3. 异常通知
  4. 返回通知
  5. 环绕通知

1、引入 Spring 依赖(这次需要引入 Aop 相关的依赖):

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>5.1.9.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.aspectj</groupId>
        <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
        <version>1.9.5</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.aspectj</groupId>
        <artifactId>aspectjrt</artifactId>
        <version>1.9.5</version>
    </dependency>
</dependencies>

2、定义一个注解

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Action {
}

3、使用注解

然后在需要拦截的方法上,添加该注解,在 add 方法上添加了 @Action 注解,表示该方法将会被 Aop 拦截,而其他未添加该注解的方法则不受影响。

@Component
public class MyCalculatorImpl {
    @Action
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public void min(int a, int b) {
        System.out.println(a + "-" + b + "=" + (a - b));
    }
}

4、定义增强(通知)

A、方法一

@Component
@Aspect//表示这是一个切面
public class LogAspect {

    /**
     * @param joinPoint 包含了目标方法的关键信息
     * @Before 注解表示这是一个前置通知,即在目标方法执行之前执行,注解中,需要填入切点
     */
    @Before(value = "@annotation(Action)")
    public void before(JoinPoint joinPoint) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法开始执行了...");
    }

    /**
     * 后置通知
     * @param joinPoint 包含了目标方法的所有关键信息
     * @After 表示这是一个后置通知,即在目标方法执行之后执行
     */
    @After("@annotation(Action)")
    public void after(JoinPoint joinPoint) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法执行结束了...");
    }

    /**
     * @param joinPoint
     * @@AfterReturning 表示这是一个返回通知,即有目标方法有返回值的时候才会触发,该注解中的 returning 属性表示目标方法返回值的变量名,这个需要和参数一一对应吗,注意:目标方法的返回值类型要和这里方法返回值参数的类型一致,否则拦截不到,如果想拦截所有(包括返回值为 void),则方法返回值参数可以为 Object
     */
    @AfterReturning(value = "@annotation(Action)",returning = "r")
    public void returing(JoinPoint joinPoint,Integer r) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法返回:"+r);
    }

    /**
     * 异常通知
     * @param joinPoint
     * @param e 目标方法所抛出的异常,注意,这个参数必须是目标方法所抛出的异常或者所抛出的异常的父类,只有这样,才会捕获。如果想拦截所有,参数类型声明为 Exception
     */
    @AfterThrowing(value = "@annotation(Action)",throwing = "e")
    public void afterThrowing(JoinPoint joinPoint,Exception e) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法抛异常了:"+e.getMessage());
    }

    /**
     * 环绕通知
     *
     * 环绕通知是集大成者,可以用环绕通知实现上面的四个通知,这个方法的核心有点类似于在这里通过反射执行方法
     * @param pjp
     * @return 注意这里的返回值类型最好是 Object ,和拦截到的方法相匹配
     */
    @Around("@annotation(Action)")
    public Object around(ProceedingJoinPoint pjp) {
        Object proceed = null;
        try {
            //这个相当于 method.invoke 方法,我们可以在这个方法的前后分别添加日志,就相当于是前置/后置通知
            proceed = pjp.proceed();
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        return proceed;
    }
}

通知定义完成后,接下来在配置类中,开启包扫描和自动代理:

@Configuration
@ComponentScan
@EnableAspectJAutoProxy//开启自动代理
public class JavaConfig {
}

然后,在 Main 方法中,开启调用:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(JavaConfig.class);
        MyCalculatorImpl myCalculator = ctx.getBean(MyCalculatorImpl.class);
        myCalculator.add(3, 4);
        myCalculator.min(3, 4);
    }
}

B、方法二

再来回顾 LogAspect 切面,我们发现,切点的定义不够灵活,之前的切点是直接写在注解里边的,这样,如果要修改切点,每个方法上都要修改,因此,我们可以将切点统一定义,然后统一调用。

@Component
@Aspect//表示这是一个切面
public class LogAspect {

    /**
     * 可以统一定义切点
     */
    @Pointcut("@annotation(Action)")
    public void pointcut() {

    }

    /**
     * @param joinPoint 包含了目标方法的关键信息
     * @Before 注解表示这是一个前置通知,即在目标方法执行之前执行,注解中,需要填入切点
     */
    @Before(value = "pointcut()")
    public void before(JoinPoint joinPoint) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法开始执行了...");
    }

    /**
     * 后置通知
     * @param joinPoint 包含了目标方法的所有关键信息
     * @After 表示这是一个后置通知,即在目标方法执行之后执行
     */
    @After("pointcut()")
    public void after(JoinPoint joinPoint) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法执行结束了...");
    }

    /**
     * @param joinPoint
     * @@AfterReturning 表示这是一个返回通知,即有目标方法有返回值的时候才会触发,该注解中的 returning 属性表示目标方法返回值的变量名,这个需要和参数一一对应吗,注意:目标方法的返回值类型要和这里方法返回值参数的类型一致,否则拦截不到,如果想拦截所有(包括返回值为 void),则方法返回值参数可以为 Object
     */
    @AfterReturning(value = "pointcut()",returning = "r")
    public void returing(JoinPoint joinPoint,Integer r) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法返回:"+r);
    }

    /**
     * 异常通知
     * @param joinPoint
     * @param e 目标方法所抛出的异常,注意,这个参数必须是目标方法所抛出的异常或者所抛出的异常的父类,只有这样,才会捕获。如果想拦截所有,参数类型声明为 Exception
     */
    @AfterThrowing(value = "pointcut()",throwing = "e")
    public void afterThrowing(JoinPoint joinPoint,Exception e) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法抛异常了:"+e.getMessage());
    }

    /**
     * 环绕通知
     *
     * 环绕通知是集大成者,可以用环绕通知实现上面的四个通知,这个方法的核心有点类似于在这里通过反射执行方法
     * @param pjp
     * @return 注意这里的返回值类型最好是 Object ,和拦截到的方法相匹配
     */
    @Around("pointcut()")
    public Object around(ProceedingJoinPoint pjp) {
        Object proceed = null;
        try {
            //这个相当于 method.invoke 方法,我们可以在这个方法的前后分别添加日志,就相当于是前置/后置通知
            proceed = pjp.proceed();
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        return proceed;
    }
}

C 、方法三

但是,大家也注意到,使用注解是侵入式的,我们还可以继续优化,改为非侵入式的。重新定义切点,新切点的定义就不在需要 @Action 注解了,要拦截的目标方法上也不用添加 @Action 注解。下面这种方式是更为通用的拦截方式:

@Component
@Aspect//表示这是一个切面
public class LogAspect {

    /**
     * 可以统一定义切点
     */
    @Pointcut("@annotation(Action)")
    public void pointcut2() {

    }
    /**
     * 可以统一定义切点
     * 第一个 * 表示要拦截的目标方法返回值任意(也可以明确指定返回值类型
     * 第二个 * 表示包中的任意类(也可以明确指定类
     * 第三个 * 表示类中的任意方法
     * 最后面的两个点表示方法参数任意,个数任意,类型任意
     */
    @Pointcut("execution(* org.javaboy.aop.commons.*.*(..))")
    public void pointcut() {

    }

    /**
     * @param joinPoint 包含了目标方法的关键信息
     * @Before 注解表示这是一个前置通知,即在目标方法执行之前执行,注解中,需要填入切点
     */
    @Before(value = "pointcut()")
    public void before(JoinPoint joinPoint) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法开始执行了...");
    }

    /**
     * 后置通知
     * @param joinPoint 包含了目标方法的所有关键信息
     * @After 表示这是一个后置通知,即在目标方法执行之后执行
     */
    @After("pointcut()")
    public void after(JoinPoint joinPoint) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法执行结束了...");
    }

    /**
     * @param joinPoint
     * @@AfterReturning 表示这是一个返回通知,即有目标方法有返回值的时候才会触发,该注解中的 returning 属性表示目标方法返回值的变量名,这个需要和参数一一对应吗,注意:目标方法的返回值类型要和这里方法返回值参数的类型一致,否则拦截不到,如果想拦截所有(包括返回值为 void),则方法返回值参数可以为 Object
     */
    @AfterReturning(value = "pointcut()",returning = "r")
    public void returing(JoinPoint joinPoint,Integer r) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法返回:"+r);
    }

    /**
     * 异常通知
     * @param joinPoint
     * @param e 目标方法所抛出的异常,注意,这个参数必须是目标方法所抛出的异常或者所抛出的异常的父类,只有这样,才会捕获。如果想拦截所有,参数类型声明为 Exception
     */
    @AfterThrowing(value = "pointcut()",throwing = "e")
    public void afterThrowing(JoinPoint joinPoint,Exception e) {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        String name = signature.getName();
        System.out.println(name + "方法抛异常了:"+e.getMessage());
    }

    /**
     * 环绕通知
     *
     * 环绕通知是集大成者,可以用环绕通知实现上面的四个通知,这个方法的核心有点类似于在这里通过反射执行方法
     * @param pjp
     * @return 注意这里的返回值类型最好是 Object ,和拦截到的方法相匹配
     */
    @Around("pointcut()")
    public Object around(ProceedingJoinPoint pjp) {
        Object proceed = null;
        try {
            //这个相当于 method.invoke 方法,我们可以在这个方法的前后分别添加日志,就相当于是前置/后置通知
            proceed = pjp.proceed();
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        return proceed;
    }
}