Spring AOP总结

复习了一下Spring，发现忘了很多东西了。特别是AOP这一块儿，于是认真看了看，写篇文章总结总结。

概念

AOP（Aspect Oriented Programming），即面向切面编程（也叫面向方面编程，面向方法编程）。其主要作用是，在不修改源代码的情况下给某个或者一组操作添加额外的功能。像日志记录，事务处理，权限控制等功能，都可以用AOP来“优雅”地实现，使这些额外功能和真正的业务逻辑分离开来，软件的结构将更加清晰。AOP是OOP的一个强有力的补充。

术语

AOP的术语不太直观，Spring文档中也没有给一个确切的定义，所以重在理解。

Join Point: Spring AOP中，join point就是一个方法。（通俗来讲就是起作用的那个方法）。
Pointcut: 用来指定join point（通俗来讲就是描述的一组符合某个条件的join point）。通常使用pointcut表达式来限定joint point，Spring默认使用AspectJ pointcut expression language。
Advice: 在join point上特定的时刻执行的操作，Advice有几种不同类型，下文将会讨论（通俗地来讲就是起作用的内容和时间点）。
Introduction：给对象增加方法或者属性。
Target object: Advice起作用的那个对象。
AOP proxy: 为实现AOP所生成的代理。在Spring中有两种方式生成代理:JDK代理和CGLIB代理。
Aspect: 组合了Pointcut与Advice，在Spring中有时候也称为Advisor。某些资料说Advisor是一种特殊的Aspect，其区别是Advisor只能包含一对pointcut和advice，但是aspect可以包含多对。AOP中的aspect可以类比于OOP中的class。
Weaving：将Advice织入join point的这个过程。

Advice的类型

Before advice: 执行在join point之前的advice,但是它不能阻止joint point的执行流程，除非抛出了一个异常（exception）。
After returning advice: 执行在join point这个方法返回之后的advice。
After throwing advice: 执行在join point抛出异常之后的advice。
After(finally) advice: 执行在join point返回之后或者抛出异常之后的advice，通常用来释放所使用的资源。
Around advice: 执行在join point这个方法执行之前与之后的advice。

两种代理

Spring AOP是基于代理机制的。上文说到，Spring AOP通过JDK Proxy和CGLIB Proxy两种方法实现代理。

如果target object没有实现任何接口，那么Spring将使用CGLIB来实现代理。CGLIB是一个开源项目,它是一个强大的,高性能,高质量的Code生成类库,它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口。

如果target object实现了一个以上的接口，那么Spring将使用JDK Proxy来实现代理，因为Spring默认使用的就是JDK Proxy，并且JDK Proxy是基于接口的。这也是Spring提倡的面向接口编程。当然，你也可以强制使用CGLIB来进行代理，但是这样可能会造成性能上的下降。

Pointcut expression

Pointcut通过pointcut expression来描述，有若干种限定词。由于Pointcut的定义在Spring文档7.2.3 Declaring a pointcut中写得比较详细，所以在此不再赘述。

Spring AOP的使用

我们可以通过三种方式来使用Spring AOP，它们分别是：@Aspect-based（Annotation），Schema-based（XML），以及底层的Spring AOP API。

@Aspect-based (Annotation)

Annotaion是最常用的方式。

配置

首先，我们应该在配置文件中增加对Annotation的支持。

假设我们的配置文件是classpath下的applicationContext.xml，添加如下片段:

<aop:aspectj-autoproxy />

业务逻辑类

假设我们有一个UserManager类，这个类负责处理业务逻辑。类的定义如下：

public class UserManager {
  /*这个方法需要一个参数*/
  public void addUser(String user) {
      System.out.println("addUser(String str) method is executed!");
  }
  public void deleteUser() {
      System.out.println("deleteUser() method is executed!");
  }
  /*这个方法返回一个字符串*/
  public String getUser() {
      System.out.println("getUser() method is executed!");
      return "Hello";
  }
  /*这个方法抛出一个异常*/
  public void editUser() throws Exception {
      throw new Exception("something is wrong.");
  }    
}

这是一个很普通的Java对象，看不出任何Spring AOP的痕迹，这也是Spring低侵入式设计的体现。

切面（Aspect）类

为了给业务逻辑增加额外功能，我们需要定义一个切面类，切面类里包含了pointcut和advice。假设我们的切面类是ExampleAspect，代码如下：

@Aspect
public class ExampleAspect {
  @Pointcut("execution(* com.psjay.example.spring.aop.*.*(..))")
  public void aPointcut() {
  }
  @Before("aPointcut()")
  public void beforeAdvice() {
      System.out.println("before advice is executed!");
  }
  @AfterReturning(pointcut = "aPointcut()", returning="r")
  public void afterReturningAdvice(String r) {
      if (r != null)
          System.out.println("after returning advice is executed! returning String is : " + r);
  }
  @After("aPointcut()")
  public void AfterAdvice() {
      System.out.println("after advice is executed!");
  }
  @After("aPointcut() && args(str)")
  public void AfterAdviceWithArg(String str) {
      System.out.println("after advice with arg is executed!arg is : " + str);
  }
  @AfterThrowing(pointcut="aPointcut()",throwing="e")
  public void afterThrowingAdvice(Exception e) {
      System.out.println("after throwing advice is executed!exception msg is : " + e.getMessage());
  }
}

在基于annotation的Spring AOP中，@Aspect用来标注切面类。@Pointcut标注一个空的方法，用来代表一个pointcut，这个方法必须是public的。@Pointcut注解括号内是pointcut expression，例子中的表达式表示com.psjay.example.spring.aop的所有方法都是join point。而@Before,@After等注解对应着几种不同类型的Advice。被标注的方法就是一个Advice。@Advice注解括号内是一个pointcut。例子中的@afterReturningAdvice()，AfterAdviceWithArg()和afterThrowingAdvice()分别演示了Advice得到join point的返回值，Advice使用join point的参数，Advice使用join point抛出的异常对象几种操作。

不要忘了在Spring配置文件中配置以上两个类的“Bean”，这里就不贴出具体代码了。

测试类

测试类相对简单，就是从Spring中拿出bean演示AOP的结果。测试类代码如下：

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
      ApplicationContext ctx  = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
      UserManager um =  ctx.getBean("userManager",UserManager.class);
      System.out.println("------ Case 1 --------");
      um.addUser("hey");
      System.out.println("------ Case 2 --------");
      try {
          um.editUser();
      } catch (Exception e) {
      }
      System.out.println("------ Case 3 --------");
      um.getUser();
  }
}

测试结果：

------ Case 1 --------
before advice is executed!
addUser(String str) method is executed!
after advice is executed!
after advice with arg is executed!arg is : hey
------ Case 2 --------
before advice is executed!
after advice is executed!
after throwing advice is executed!exception msg is : something is wrong.
------ Case 3 --------
before advice is executed!
getUser() method is executed!
after returning advice is executed! returning String is : Hello
after advice is executed!

可以看到，Advice已经在对应的join point上起作用了。

Schema-based（XML）

除了使用Annotation，我们还可以使用XML来实现Spring AOP。使用XML来实现AOP只是将AOP的配置信息移到XML配置文件里，其他地方与annotation实现AOP并无太大区别。所以这里就不贴出相关代码了。具体配置方法，见Spring文档7.3. Schema-based AOP support。

Spring AOP API

在Spring1.2中使用底层的Spring AOP API来实现AOP。当然，Spring3也是完全与其兼容的。我们可以借其窥探一下底层实现。由于比较复杂，我将单独写一篇文章来描述这种实现方式。

总结

Spring AOP是基于代理的，是运行时绑定的。合理的运用AOP，将使软件的开发更加便捷，清晰。

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