6.1.1 AOP是什麼
考慮這樣一個問題:需要對系統中的某些業務做日誌記錄,比如支付系統中的支付業務需要記錄支付相關日誌,對於支付系統可能相當複雜,比如可能有自己的支付系統,也可能引入第三方支付平臺,面對這樣的支付系統該如何解決呢?
傳統解決方案:
1)日誌部分提前公共類LogUtils,定義“longPayBegin”方法用於記錄支付開始日誌,“logPayEnd”用於記錄支付結果:
2)支付部分,定義IPayService接口並定義支付方法“pay”,並定義了兩個實現:“PointPayService”表示積分支付,“RMBPayService”表示人民幣支付;並且在每個支付實現中支付邏輯和記錄日誌:
3)支付實現很明顯有重複代碼,這個重複很明顯可以使用模板設計模式消除重複:
4)到此我們設計了一個可以複用的接口;但大家覺得這樣記錄日誌會很好嗎,有沒有更好的解決方案?
如果對積分支付方式添加統計功能,比如在支付時記錄下用戶總積分數、當前消費的積分數,那我們該如何做呢?直接修改源代碼添加日誌記錄,這完全違背了面向對象最重要的原則之一:開閉原則(對擴展開放,對修改關閉)?
更好的解決方案:在我們的支付組件中由於使用了日誌組件,即日誌模塊橫切於支付組件,在傳統程序設計中很難將日誌組件分離出來,即不耦合我們的支付組件;因此面向方面編程AOP就誕生了,它能分離我們的組件,使組件完全不耦合:
1)採用面向方面編程後,我們的支付組件看起來如下所示,代碼中不再有日誌組件的任何東西;
2)所以日誌相關的提取到一個切面中,AOP實現者會在合適的時候將日誌功能織入到我們的支付組件中去,從而完全解耦支付組件和日誌組件。
看到這大家可能不是很理解,沒關係,先往下看。
面向方面編程(AOP):也可稱爲面向切面編程,是一種編程範式,提供從另一個角度來考慮程序結構從而完善面向對象編程(OOP)。
在進行OOP開發時,都是基於對組件(比如類)進行開發,然後對組件進行組合,OOP最大問題就是無法解耦組件進行開發,比如我們上邊舉例,而AOP就是爲了克服這個問題而出現的,它來進行這種耦合的分離。
AOP爲開發者提供一種進行橫切關注點(比如日誌關注點橫切了支付關注點)分離並織入的機制,把橫切關注點分離,然後通過某種技術織入到系統中,從而無耦合的完成了我們的功能。
6.1.2 能幹什麼
AOP主要用於橫切關注點分離和織入,因此需要理解橫切關注點和織入:
關注點:可以認爲是所關注的任何東西,比如上邊的支付組件;
關注點分離:將問題細化從而單獨部分,即可以理解爲不可再分割的組件,如上邊的日誌組件和支付組件;
橫切關注點:一個組件無法完成需要的功能,需要其他組件協作完成,如日誌組件橫切於支付組件;
織入:橫切關注點分離後,需要通過某種技術將橫切關注點融合到系統中從而完成需要的功能,因此需要織入,織入可能在編譯期、加載期、運行期等進行。
橫切關注點可能包含很多,比如非業務的:日誌、事務處理、緩存、性能統計、權限控制等等這些非業務的基礎功能;還可能是業務的:如某個業務組件橫切於多個模塊。如圖6-1
圖6-1 關注點與橫切關注點
傳統支付形式,流水方式:
面向切面方式,先將橫切關注點分離,再將橫切關注點織入到支付系統中:
AOP能幹什麼:
用於橫切關注點的分離和織入橫切關注點到系統;比如上邊提到的日誌等等;
完善OOP;
降低組件和模塊之間的耦合性;
使系統容易擴展;
而且由於關注點分離從而可以獲得組件的更好複用。
6.1.3 AOP的基本概念
在進行AOP開發前,先熟悉幾個概念:
連接點(Jointpoint):表示需要在程序中插入橫切關注點的擴展點,連接點可能是類初始化、方法執行、方法調用、字段調用或處理異常等等,Spring只支持方法執行連接點,在AOP中表示爲“在哪裏幹”;
切入點(Pointcut):選擇一組相關連接點的模式,即可以認爲連接點的集合,Spring支持perl5正則表達式和AspectJ切入點模式,Spring默認使用AspectJ語法,在AOP中表示爲“在哪裏乾的集合”;
通知(Advice):在連接點上執行的行爲,通知提供了在AOP中需要在切入點所選擇的連接點處進行擴展現有行爲的手段;包括前置通知(before advice)、後置通知(after advice)、環繞通知(around advice),在Spring中通過代理模式實現AOP,並通過攔截器模式以環繞連接點的攔截器鏈織入通知;在AOP中表示爲“幹什麼”;
方面/切面(Aspect):橫切關注點的模塊化,比如上邊提到的日誌組件。可以認爲是通知、引入和切入點的組合;在Spring中可以使用Schema和@AspectJ方式進行組織實現;在AOP中表示爲“在哪乾和幹什麼集合”;
引入(inter-type declaration):也稱爲內部類型聲明,爲已有的類添加額外新的字段或方法,Spring允許引入新的接口(必須對應一個實現)到所有被代理對象(目標對象),在AOP中表示爲“幹什麼(引入什麼)”;
目標對象(Target Object):需要被織入橫切關注點的對象,即該對象是切入點選擇的對象,需要被通知的對象,從而也可稱爲“被通知對象”;由於Spring AOP 通過代理模式實現,從而這個對象永遠是被代理對象,在AOP中表示爲“對誰幹”;
AOP代理(AOP Proxy):AOP框架使用代理模式創建的對象,從而實現在連接點處插入通知(即應用切面),就是通過代理來對目標對象應用切面。在Spring中,AOP代理可以用JDK動態代理或CGLIB代理實現,而通過攔截器模型應用切面。
織入(Weaving):織入是一個過程,是將切面應用到目標對象從而創建出AOP代理對象的過程,織入可以在編譯期、類裝載期、運行期進行。
在AOP中,通過切入點選擇目標對象的連接點,然後在目標對象的相應連接點處織入通知,而切入點和通知就是切面(橫切關注點),而在目標對象連接點處應用切面的實現方式是通過AOP代理對象,如圖6-2所示。
圖6-2 概念關係
接下來再讓我們具體看看Spring有哪些通知類型:
前置通知(Before Advice):在切入點選擇的連接點處的方法之前執行的通知,該通知不影響正常程序執行流程(除非該通知拋出異常,該異常將中斷當前方法鏈的執行而返回)。
後置通知(After Advice):在切入點選擇的連接點處的方法之後執行的通知,包括如下類型的後置通知:
後置返回通知(After returning Advice):在切入點選擇的連接點處的方法正常執行完畢時執行的通知,必須是連接點處的方法沒拋出任何異常正常返回時才調用後置通知。
後置異常通知(After throwing Advice): 在切入點選擇的連接點處的方法拋出異常返回時執行的通知,必須是連接點處的方法拋出任何異常返回時才調用異常通知。
後置最終通知(After finally Advice): 在切入點選擇的連接點處的方法返回時執行的通知,不管拋沒拋出異常都執行,類似於Java中的finally塊。
環繞通知(Around Advices):環繞着在切入點選擇的連接點處的方法所執行的通知,環繞通知可以在方法調用之前和之後自定義任何行爲,並且可以決定是否執行連接點處的方法、替換返回值、拋出異常等等。
各種通知類型在UML序列圖中的位置如圖6-3所示:
圖6-3 通知類型
6.1.4 AOP代理
AOP代理就是AOP框架通過代理模式創建的對象,Spring使用JDK動態代理或CGLIB代理來實現,Spring缺省使用JDK動態代理來實現,從而任何接口都可別代理,如果被代理的對象實現不是接口將默認使用CGLIB代理,不過CGLIB代理當然也可應用到接口。
AOP代理的目的就是將切面織入到目標對象。
概念都將完了,接下來讓我們看一下AOP的 HelloWorld!吧。