1.什么是 Spring AOP？

AOP（Aspect Oriented Programming）：面向切面编程，它是⼀种思想，它是对某⼀类事情的集中处理。⽐如⽤户登录权限的效验，没学 AOP 之前，我们所有需要判断⽤户登录的⻚⾯（中的⽅法），都要各⾃实现或调⽤⽤户验证的⽅法，然⽽有了 AOP 之后，我们只需要在某⼀处配置⼀下，所有需要判断⽤户登录⻚⾯（中的⽅法）就全部可以实现⽤户登录验证了，不再需要每个⽅法中都写相同的⽤户登录验证了。

AOP 是⼀种思想，⽽ Spring AOP 是⼀个框架，提供了⼀种对 AOP 思想的实现，它们的关系和 IoC 与 DI 类似。

OOP:面向对象编程

AOP:面向切面编程

2.为什要用AOP？

除了统⼀的⽤户登录判断之外，AOP 还可以实现：

统⼀⽇志记录
统⼀⽅法执⾏时间统计
统⼀的返回格式设置
统⼀的异常处理
事务的开启和提交等

也就是说使⽤ AOP 可以扩充多个对象的某个能⼒，所以 AOP 可以说是 OOP（Object Oriented Programming，⾯向对象编程）的补充和完善。

3.Spring AOP 应该怎么学习呢？

Spring AOP 学习主要分为以下 3 个部分：

1. 学习 AOP 是如何组成的？也就是学习 AOP 组成的相关概念。

2. 学习 Spring AOP 使⽤。

3. 学习 Spring AOP 实现原理。

3.1 AOP 组成

3.1.1 切面（Aspect）

切⾯（Aspect）由切点（Pointcut）和通知（Advice）组成，它既包含了横切逻辑的定义，也包括了连接点的定义。

切⾯是包含了：通知、切点和切⾯的类，相当于 AOP 实现的某个功能的集合。

3.1.2 连接点（Join Point）

应⽤执⾏过程中能够插⼊切⾯的⼀个点，这个点可以是⽅法调⽤时，抛出异常时，甚⾄修改字段时。切⾯代码可以利⽤这些点插⼊到应⽤的正常流程之中，并添加新的⾏为。

连接点相当于需要被增强的某个 AOP 功能的所有⽅法。

3.1.3 切点（Pointcut）

Pointcut 是匹配 Join Point 的谓词。

Pointcut 的作⽤就是提供⼀组规则（使⽤ AspectJ pointcut expression language 来描述）来匹配 Join Point，给满⾜规则的 Join Point 添加 Advice。

切点相当于保存了众多连接点的⼀个集合（如果把切点看成⼀个表，⽽连接点就是表中⼀条⼀条的数据）。

3.1.4 通知（Advice）

切⾯也是有⽬标的 ——它必须完成的⼯作。在 AOP 术语中，切⾯的⼯作被称之为通知。

通知：定义了切⾯是什么，何时使⽤，其描述了切⾯要完成的⼯作，还解决何时执⾏这个⼯作的问题。

Spring 切⾯类中，可以在⽅法上使⽤以下注解，会设置⽅法为通知⽅法，在满⾜条件后会通知本⽅法进⾏调⽤：

前置通知使⽤ @Before：通知⽅法会在⽬标⽅法调⽤之前执⾏。
后置通知使⽤ @After：通知⽅法会在⽬标⽅法返回或者抛出异常后调⽤。
返回之后通知使⽤ @AfterReturning：通知⽅法会在⽬标⽅法返回后调⽤。
抛异常后通知使⽤ @AfterThrowing：通知⽅法会在⽬标⽅法抛出异常后调⽤。
环绕通知使⽤ @Around：通知包裹了被通知的⽅法，在被通知的⽅法通知之前和调⽤之后执⾏⾃定义的⾏为。

切点相当于要增强的⽅法。

AOP 整个组成部分的概念如下图所示，以多个⻚⾯都要访问⽤户登录权限为例：

3.2 Spring AOP 实现

接下来我们使⽤ Spring AOP 来实现⼀下 AOP 的功能，完成的⽬标是拦截所有 UserController ⾥⾯的⽅法，每次调⽤ UserController 中任意⼀个⽅法时，都执⾏相应的通知事件。

Spring AOP 的实现步骤如下：

1. 添加 Spring AOP 框架⽀持。

2. 定义切⾯和切点。

3. 定义通知。

3.2.1 添加 AOP 框架支持

在 pom.xml 中添加如下配置：

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId></dependency>

3.2.2 定义切⾯和切点

切点指的是具体要处理的某⼀类问题，⽐如⽤户登录权限验证就是⼀个具体的问题，记录所有⽅法的执⾏⽇志就是⼀个具体的问题，切点定义的是某⼀类问题。

Spring AOP 切点的定义如下，在切点中我们要定义拦截的规则，具体实现如下：

package com.example.demo.aspect;import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;@Aspect
public class LoginAspect {@Pointcut("execution(* com.example.demo.controller.UserController.*(..))")public void pointcut(){ }
}

其中 pointcut ⽅法为空⽅法，它不需要有⽅法体，此⽅法名就是起到⼀个“标识”的作⽤，标识下⾯的通知⽅法具体指的是哪个切点（因为切点可能有很多个）。

切点表达式说明

AspectJ⽀持三种通配符

* ：匹配任意字符，只匹配⼀个元素（包，类，或⽅法，⽅法参数）

.. ：匹配任意字符，可以匹配多个元素，在表示类时，必须和 * 联合使⽤。

+ ：表示按照类型匹配指定类的所有类，必须跟在类名后⾯，如 com.cad.Car+ ,表示继承该类的所有⼦类包括本身

切点表达式由切点函数组成，其中 execution() 是最常⽤的切点函数，⽤来匹配⽅法，语法为：

表达式示例

execution(* com.cad.demo.User.*(..)) ：匹配 User 类⾥的所有⽅法。

execution(* com.cad.demo.User+.*(..)) ：匹配该类的⼦类包括该类的所有⽅法。

execution(* com.cad.*.*(..)) ：匹配 com.cad 包下的所有类的所有⽅法。

execution(* com.cad..*.*(..)) ：匹配 com.cad 包下、⼦孙包下所有类的所有⽅法。

execution(* addUser(String, int)) ：匹配 addUser ⽅法，且第⼀个参数类型是 String，第⼆个参数类型是 int。

3.2.3 定义相关通知

通知定义的是被拦截的⽅法具体要执⾏的业务，⽐如⽤户登录权限验证⽅法就是具体要执⾏的业务。 Spring AOP 中，可以在⽅法上使⽤以下注解，会设置⽅法为通知⽅法，在满⾜条件后会通知本⽅法进⾏调⽤：

前置通知使⽤@Before：通知⽅法会在⽬标⽅法调⽤之前执⾏。
后置通知使⽤@After：通知⽅法会在⽬标⽅法返回或者抛出异常后调⽤。
返回之后通知使⽤@AfterReturning：通知⽅法会在⽬标⽅法返回后调⽤。
抛异常后通知使⽤@AfterThrowing：通知⽅法会在⽬标⽅法抛出异常后调⽤。
环绕通知使⽤@Around：通知包裹了被通知的⽅法，在被通知的⽅法通知之前和调⽤之后执⾏自定义的⾏为。

具体实现如下：

package com.example.demo.aspect;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.*;
import org.springframework.stereotype.Component;@Slf4j
@Component
@Aspect//这是一个切面类
public class LoginAspect {//定义一个切点@Pointcut("execution(* com.example.demo.controller.UserController.*(..))")public void pointcut(){ }//前置通知@Before("pointcut()")//通知方法public void doBefore(){log.info("do before...");}//后置通知@After("pointcut()")public void doAfter(){log.info("do after");}//return之前通知@AfterReturning("pointcut()")public void doAfterReturning(){log.info("do afterReturning");}//抛出异常之前通知@AfterThrowing("pointcut()")public void doAfterThrowing(){log.info("do afterThrowing");}// 添加环绕通知@Around("pointcut()")public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint){Object oj = null;log.info("环绕通知执行之前...");log.info(joinPoint.getSignature().toLongString());try {oj = joinPoint.proceed();//调用目标方法} catch (Throwable e) {throw new RuntimeException(e);}log.info("环绕通知执行之后....");return oj;}
}

3.3 Spring AOP 实现原理

Spring AOP 是构建在动态代理基础上，因此 Spring 对 AOP 的⽀持局限于⽅法级别的拦截。

Spring AOP ⽀持 JDK Proxy 和 CGLIB ⽅式实现动态代理。默认情况下，实现了接⼝的类，使⽤ AOP 会基于 JDK ⽣成代理类，没有实现接⼝的类，会基于 CGLIB ⽣成代理类。

织⼊（Weaving）：代理的⽣成时机

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，切⾯在指定的连接点被织⼊到⽬标对象中。

在⽬标对象的⽣命周期⾥有多个点可以进⾏织⼊：

编译期：切⾯在⽬标类编译时被织⼊。这种⽅式需要特殊的编译器。AspectJ的织⼊编译器就是以这种⽅式织⼊切⾯的。
类加载期：切⾯在⽬标类加载到JVM时被织⼊。这种⽅式需要特殊的类加载器（ClassLoader）,它可以在⽬标类被引⼊应⽤之前增强该⽬标类的字节码。AspectJ5的加载时织⼊（load-time weaving. LTW）就⽀持以这种⽅式织⼊切⾯。
运⾏期：切⾯在应⽤运⾏的某⼀时刻被织⼊。⼀般情况下，在织⼊切⾯时，AOP容器会为⽬标对象动态创建⼀个代理对象。SpringAOP就是以这种⽅式织⼊切⾯的。

动态代理

此种实现在设计模式上称为动态代理模式，在实现的技术⼿段上，都是在 class 代码运⾏期，动态的织⼊字节码。

Spring 框架中的AOP，主要基于两种⽅式：JDK 及 CGLIB 的⽅式。这两种⽅式的代理⽬标都是被代理类中的⽅法，在运⾏期，动态的织⼊字节码⽣成代理类。

CGLIB是Java中的动态代理框架，主要作⽤就是根据⽬标类和⽅法，动态⽣成代理类。
Java中的动态代理框架，⼏乎都是依赖字节码框架（如 ASM，Javassist 等）实现的。
字节码框架是直接操作 class 字节码的框架。可以加载已有的class字节码⽂件信息，修改部分信息，或动态⽣成⼀个 class。

4.代理模式

定义：为其他对象提供⼀种代理以控制对这个对象的访问。在某些情况下，⼀个对象不适合或者不能直接引⽤另⼀个对象，⽽代理对象可以在客户端和⽬标对象之间起到中介的作⽤。

代理类包含委托类和目标类。

代理模式分为静态代理和动态代理

4.1静态代理

静态代理中，我们对⽬标对象的每个⽅法的增强都是⼿动完成的，⾮常不灵活（⽐如接⼝⼀旦新增加⽅法，⽬标对象和代理对象都要进⾏修改）且麻烦(需要对每个⽬标类都单独写⼀个代理类）。实际应⽤场景⾮常⾮常少，⽇常开发⼏乎看不到使⽤静态代理的场景。

上⾯我们是从实现和应⽤⻆度来说的静态代理，从 JVM 层⾯来说，静态代理在编译时就将接⼝、实现类、代理类这些都变成了⼀个个实际的 class ⽂件。

4.1.1静态代理实现步骤:

1. 定义⼀个接⼝及其实现类；

2. 创建⼀个代理类同样实现这个接⼝

3. 将⽬标对象注⼊进代理类，然后在代理类的对应⽅法调⽤⽬标类中的对应⽅法。

这样的话，我们就可以通过代理类屏蔽对⽬标对象的访问，并且可以在⽬标⽅法执⾏前后做⼀些⾃⼰想做的事情。

实现

1. 定义接⼝

public interface PayService {void pay();
}

2. 实现接⼝

public class AliPayService implements PayService {@Overridepublic void pay() {System.out.println("ali pay...");}
}

3. 创建代理类, 并同样实现⽀付接⼝

public class StaticProxy implements PayService{private final PayService payService;public StaticProxy(PayService payService) {this.payService = payService;}@Overridepublic void pay() {System.out.println("before...");payService.pay();System.out.println("after...");}
}

4. 实际使⽤

public class Main {public static void main(String[] args) {PayService service = new AliPayService();PayService proxy = new StaticProxy(service);proxy.pay();}
}

4.2动态代理

相⽐于静态代理来说，动态代理更加灵活。我们不需要针对每个⽬标类都单独创建⼀个代理类，并且也不需要我们必须实现接⼝，我们可以直接代理实现类( CGLIB 动态代理机制)。

从 JVM ⻆度来说，动态代理是在运⾏时动态⽣成类字节码，并加载到 JVM 中的。

说到动态代理，不得不提的是Spring AOP，它的实现依赖了动态代理。

动态代理在我们⽇常开发中使⽤的相对较少，但是在框架中的⼏乎是必⽤的⼀⻔技术。学会了动态代理之后，对于我们理解和学习各种框架的原理也⾮常有帮助。

就 Java 来说，动态代理的实现⽅式有很多种，⽐如 JDK 动态代理、CGLIB 动态代理等等。

4.2.1JDK动态代理

在 Java 动态代理机制中 InvocationHandler 接⼝和 Proxy 类是核⼼。

4.2.2JDK 动态代理类使⽤步骤:

1. 定义⼀个接⼝及其实现类；

2. ⾃定义 InvocationHandler 并重写invoke⽅法，在 invoke ⽅法中我们会调⽤原⽣⽅法（被代理类的⽅法）并⾃定义⼀些处理逻辑；

3. 通过 Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces,InvocationHandler h) ⽅法创建代理对象；

定义JDK动态代理类

package com.example.demo.proxy;import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;public class JDKInvocationHandler implements InvocationHandler {//⽬标对象即就是被代理对象private Object target;public JDKInvocationHandler(Object target) {this.target = target;}//proxy代理对象@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {//1.安全检查System.out.println("安全检查");//2.记录⽇志System.out.println("记录⽇志");//3.时间统计开始System.out.println("记录开始时间");//通过反射调⽤被代理类的⽅法Object retVal = method.invoke(target, args);//4.时间统计结束System.out.println("记录结束时间");return retVal;}
}

创建⼀个代理对象并使用

public static void main(String[] args) {PayService target= new AliPayService();//创建⼀个代理类：通过被代理类、被代理实现的接⼝、⽅法调⽤处理器来创建PayService proxy = (PayService) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),new Class[]{PayService.class},new JDKInvocationHandler(target));proxy.pay();}

Proxy 类中使⽤频率最⾼的⽅法是：newProxyInstance() ，这个⽅法主要⽤来⽣成⼀个代理对象

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)throws IllegalArgumentException{....}

这个⽅法⼀共有 3 个参数：

1. loader :类加载器，⽤于加载代理对象。

2. interfaces : 被代理类实现的⼀些接⼝；

3. h : 实现了 InvocationHandler 接⼝的对象；

4.2.3CGLIB动态代理

JDK 动态代理有⼀个最致命的问题是其只能代理实现了接⼝的类。

为了解决这个问题，我们可以⽤ CGLIB 动态代理机制来避免。

CGLIB(Code Generation Library)是⼀个基于ASM的字节码⽣成库，它允许我们在运⾏时对字节码进⾏修改和动态⽣成。CGLIB 通过继承⽅式实现代理。很多知名的开源框架都使⽤到了CGLIB，例如 Spring 中的 AOP 模块中：如果⽬标对象实现了接⼝，则默认采⽤ JDK 动态代理，否则采⽤ CGLIB 动态代理。

在 CGLIB 动态代理机制中 MethodInterceptor 接⼝和 Enhancer 类是核⼼。

4.2.4CGLIB 动态代理类使⽤步骤

1. 定义⼀个类；

2. ⾃定义 MethodInterceptor 并重写 intercept ⽅法，intercept ⽤于拦截增强被代理类的⽅法，和 JDK 动态代理中的 invoke ⽅法类似；

3. 通过 Enhancer 类的 create()创建代理类

添加依赖

和JDK 动态代理不同, CGLIB(Code Generation Library) 实际是属于⼀个开源项⽬，如果你要使⽤它的话，需要⼿动添加相关依赖。

<dependency><groupId>cglib</groupId><artifactId>cglib</artifactId><version>3.3.0</version>
</dependency>

⾃定义 MethodInterceptor（⽅法拦截器）

package com.example.demo.proxy;import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;public class CGLIBInterceptor implements MethodInterceptor {//被代理对象private Object target;public CGLIBInterceptor(Object target){this.target = target;}@Overridepublic Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {//1.安全检查System.out.println("安全检查");//2.记录⽇志System.out.println("记录⽇志");//3.时间统计开始System.out.println("记录开始时间");//通过cglib的代理⽅法调⽤Object retVal = methodProxy.invoke(target, args);//4.时间统计结束System.out.println("记录结束时间");return retVal;}
}

创建代理类, 并使⽤

 public static void main(String[] args) {PayService target= new AliPayService();PayService proxy= (PayService) Enhancer.create(target.getClass(),new CGLIBInterceptor(target));proxy.pay();}

需要⾃定义 MethodInterceptor 并重写 intercept ⽅法，intercept ⽤于拦截增强被代理类的⽅法。

public interface MethodInterceptor
extends Callback{// 拦截被代理类中的⽅法public Object intercept(Object obj, java.lang.reflect.Method method, Ob
ject[] args,MethodProxy proxy) throws Throwable;
}

1. obj : 被代理的对象（需要增强的对象）

2. method : 被拦截的⽅法（需要增强的⽅法）

3. args : ⽅法⼊参

4. proxy : ⽤于调⽤原始⽅法