Spring AOP（AOP概念，组成成分，实现，原理）

目录

1. 什么是Spring AOP？

2. 为什么要用AOP？

3. AOP该怎么学习？

3.1 AOP的组成

（1）切面（Aspect）

（2）连接点（join point）

（3）切点（Pointcut）

（4）通知（Advice）

 4. Spring AOP实现

4.1 添加 AOP 框架支持

​编辑

 4.2 定义切面

4.3 定义切点

4.4 定义通知

4.5 切点表达式说明 AspectJ

5.使用 AOP 统计 UserController 每个方法的执行时间 StopWatch

6. Spring AOP 实现原理

6.1 生成代理的时机 ：织入（Weaving）

6.2 JDK 动态代理实现

6.3 CGLIB 动态代理实现

6.4 JDK 和 CGLIB 实现的区别(面试常问)

1. 什么是Spring AOP？

AOP（Aspect Oriented Programming）：面向切面编程，它和 OOP（面向对象编程）类似。

面向切面编程就是面对某一方面、某个问题做集中的处理

针对某一类事情进行集中处理，这一类事情就是切面

比如用户登录权限的效验，在学习 AOP 之前，在需要判断用户登录的页面，都要各自实现或调用用户验证的方法，学习 AOP 之后，我们只需要在某一处配置一下，那么所有需要判断用户登录的页面就全部可以实现用户登录验证了，不用在每个方法中都写用户登录验证了

 AOP 是一种思想，而 Spring AOP 是实现（框架），这种关系和 IOC（思想）与 DI（实现）类似
 

 

2. 为什么要用AOP？

  • 采用AOP，我们可以不修改源代码，添加新的功能。我们单独编写独立的权限判断模块，并通过配置，将其配置到登录流程中（比如用户登录验证等）
  • 更加便捷，想象我们做一个类似CSDN这类博客系统，在之前我们除了登录、注册不需要验证用户是否登录，其余所有页面几乎都要验证，且在每个功能的代码都需要再写一遍，这就显得十分麻烦，对于这类功能统一的，且地方使用较多的功能，AOP会表现的更加出色

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 OrientedProgramming，面向对象编程)的补充和完善。

3. AOP该怎么学习？

  1. 学习 AOP 是如何组成
  2. 学习 Spring AOP 的使用
  3. 学习 Spring AOP 实现原理

3.1 AOP的组成

（1）切面（Aspect）

定义 AOP 是针对某个统一的功能的，这个功能就叫做一个切面，比如用户登录功能或方法的统计日志，他们就各是一个切面。切面是由切点和通知组成的。

通俗的理解就是，切面就是处理某一个具体问题的一个类，类中包含了很多方法，这些方法就是切点和通知

（2）连接点（join point）

所有可能触发 AOP（拦截方法的点）就称为连接点

（3）切点（Pointcut）

切点的作用就是提供一组规则来匹配连接点，给满足规则的连接点添加通知，总的来说就是，定义 AOP 拦截的规则的

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）

用来进行主动拦截的规则（配置）

（4）通知（Advice）

拦截到这个行为后要做什么事就是通知

 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，在满足条件后悔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调用之后执行
  • 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@AfterThrowing：通知方法会在目标方法爬出异常之后调用
  • 环绕通知：@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

就相当于在一个生产型公司中

通知相当于底层的执行者，切点是小领导制定规则，切面是大领导制定公司的发展方向，连接点是属于一个普通的消费者用户

以CSDN的登录为例子：

 4. Spring AOP实现

Spring AOP 实现步骤

  1.     添加 Spring AOP 框架支持
  2.     定义切面和切点
  3.     实现通知

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。

4.1 添加 AOP 框架支持

创建Spring Boot项目时是没有Spring AOP框架可以选择的，这个没关系，咱们创建好项目之后，再在pom. xml中添加Spring AOP的依赖即可。

 4.2 定义切面

@Aspect // 告诉框架我是一个切面类
@Component // 随着框架的启动而启动
public class UserAspect {
}

4.3 定义切点

@Aspect // 告诉框架我是一个切面类
@Component // 随着框架的启动而启动
public class UserAspect {/*** 切点（配置拦截规则）*/@Pointcut("execution(* com.example.demo.Controller.*.*(..))")public void pointcut() {}
}

 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：

execution(<修饰符><返回类型><包.类.方法(参数)><异常>）

4.4 定义通知

@Aspect // 告诉框架我是一个切面类
@Component // 随着框架的启动而启动
public class UserAspect {/*** 切点（配置拦截规则）*/@Pointcut("execution(* com.example.demo.Controller.*.*(..))")public void pointcut() {}/*** 前置通知*/@Before("pointcut()")public void beforeAdvice() {System.out.println("执行了前置通知~");}/*** 后置通知*/@After("pointcut()")public void afterAdvice() {System.out.println("执行了后置通知~");}/*** 环绕通知*/@Around("pointcut()")public Object aroundAdvice(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint){Object obj = null;System.out.println("进入环绕通知之前");// 执行目标方法try {obj = proceedingJoinPoint.proceed();} catch (Throwable e) {e.printStackTrace();}System.out.println("退出环绕通知了");return obj;}
}

UserController实体类：

package com.example.demo.Controller;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;/*** Created with IntelliJ IEDA.* Description:* User:86186* Date:2023-08-10* Time:16:43*/
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {@RequestMapping("/hi")public String sayHi(String name) {System.out.println("执行了 sayHi 方法");return "Hi," + name;}@RequestMapping("/hello")public String sayHello() {System.out.println("执行了 sayHello 方法");return "Hello, world.";}}

ArticleController实体类：

package com.example.demo.Controller;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;/*** Created with IntelliJ IEDA.* Description:* User:86186* Date:2023-08-10* Time:16:45*/@RestController
@RequestMapping("/art")
public class ArticleController {@RequestMapping("/hi")public String sayHi() {System.out.println("文章的 sayHI~");return "Hi, world.";}}

当浏览art/hi时：

 

此时控制台只有articleControlle中的打印，没有前置、后置通知

但是当我们去访问

再次刷新

4.5 切点表达式说明 AspectJ

 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：

execution(<修饰符><返回类型><包.类.方法(参数)><异常>）

 

AspectJ 语法（Spring AOP 切点的匹配语法）：

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：

    execution(<修饰符><返回类型><包.类.⽅法(参数)><异常>)

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

修饰符，一般省略

  •     public 公共方法
  •     *任意

返回值，不能省略

  •     void 返回没有值
  •     String 返回值字符串
  •     *任意

包，通常不省略，但可以省略

  •     com.gyf.crm 固定包
  •     com.gyf.crm.*.service crm 包下面子包任意（例如：com.gyf.crm.staff.service）
  •     com.gyf.crm… crm 包下面的所有子包（含自己）
  •     com.gyf.crm.*service… crm 包下面任意子包，固定目录 service，service 目录任意包

类，通常不省略，但可以省略

  • UserServiceImpl 指定类
  • *Impl 以 Impl 结尾
  • User* 以 User 开头
  • *任意

方法名，不能省略

  • addUser 固定方法
  • add* 以 add 开头
  • *DO 以 DO 结尾
  • *任意

参数

  • () 无参
  • (int) 一个整形
  • (int,int)两个整型
  • (…) 参数任意

throws可省略，一般不写

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

5.使用 AOP 统计 UserController 每个方法的执行时间 StopWatch

 Spring AOP 中统计时间用 StopWatch 对象：

    // 添加环绕通知@Around("pointcut()")public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) {// spring 中的时间统计对象StopWatch stopWatch = new StopWatch();Object result = null;try {stopWatch.start(); // 统计方法的执行时间，开始计时// 执行目标方法，以及目标方法所对应的相应通知result = joinPoint.proceed();stopWatch.stop(); // 统计方法的执行时间，停止计时} catch (Throwable e) {e.printStackTrace();}System.out.println(joinPoint.getSignature().getDeclaringTypeName() + "." +joinPoint.getSignature().getName() +"执行花费的时间：" + stopWatch.getTotalTimeMillis() + "ms");return result;}

 

 

6. 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 动态代理实现：

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

  •     JDK Proxy（JDK 动态代理）
  •     CGLIB Proxy：默认情况下 Spring AOP 都会采用 CGLIB 来实现动态代理，因为效率高
  •     CGLIB 实现原理：通过继承代理对象来实现动态代理的（子类拥有父类的所有功能）
  •     CGLIB 缺点：不能代理最终类（也就是被 final 修饰的类）
     

6.1 生成代理的时机 ：织入（Weaving）

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中有多个点可以进行织入

  1. 编译期：切面在目标类编译时被织入，这种方法需要特殊的编译器，AspectJ 的织入编译器就是以这种方式织入切面的
  2. 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，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
  3. 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，Spring AOP 就是以这种方式织入切面的
     

6.2 JDK 动态代理实现

JDK 动态代理就是依靠反射来实现的

//动态代理：使⽤JDK提供的api（InvocationHandler、Proxy实现），此种⽅式实现，要求被
代理类必须实现接⼝
public class PayServiceJDKInvocationHandler implements InvocationHandler {//⽬标对象即就是被代理对象private Object target;public PayServiceJDKInvocationHandler( 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;}public static void main(String[] args) {PayService target= new AliPayService();//⽅法调⽤处理器InvocationHandler handler = new PayServiceJDKInvocationHandler(target);//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},handler);proxy.pay();}
}

6.3 CGLIB 动态代理实现

public class PayServiceCGLIBInterceptor implements MethodInterceptor {//被代理对象private Object target;public PayServiceCGLIBInterceptor(Object target){this.target = target;}@Overridepublic Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxymethodProxy)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;}public static void main(String[] args) {PayService target= new AliPayService();PayService proxy= (PayService) Enhancer.create(target.getClass(),new PayServiceCGLIBInterceptor(target));proxy.pay();}
}

6.4 JDK 和 CGLIB 实现的区别(面试常问)

  1. JDK 实现，要求被代理类必须实现接口，之后是通过 InvocationHander 及 Proxy，在运行时动态的在内存中生成了代理对象，该代理对象是通过实现同样的接口实现（类似静态代理接口实现的方式），只是该代理类是在运行期时，动态的织入统一的业务逻辑字节码来完成的
  2. CGLIB 实现，被代理类可以不实现接口，是通过继承被代理类，在运行时动态的生成代理类对象，这种方式实现方式效率高

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