Spring框架研究總結之AOP（一）

Spring框架研究總結之AOP（一）

Spring是一個開源的企業應用框架，是一個分層架構，由7個定義穩定的模塊所組成，而所有的模塊都是在覈心容器基礎上搭建；其體系本身提供了強大的IOC（控制反轉）、AOP（面向切面）以及DI（依賴注入）等較顯著的功能，那麼下面就來詳細介紹下Spring框架的模塊組成及相關特點。

l 什麼是AOP

l 場景及概念

l AOP的使用

一、什麼是AOP

AOP（Aspect-Oriented Programming），即爲面向切面或方面編程，被認爲是OOP（Object-OrientedProgramming），面向對象編程的拓展和完善。OOP引入了繼承、封裝及多態等特性來搭建一種對象層次結構，是垂直方向上的層級結構；而當我們要爲分散的對象引入公共行爲時，OOP則顯得力不從心，也就是說OOP允許你定義從上到下的邏輯關係，卻不適合定義從左到右的邏輯關係，比如：異常處理，它散佈在所有對象結構中，這種散佈在各處的無關代碼片段被稱之爲橫切代碼片段，在OOP中導致了大量重複的代碼，不利於各個模塊的重用。而AOP則相反，它使用了橫切技術，剖開封裝對象的內部，並將那些影響了多個類的公共行爲封裝到了重用的模塊，稱之爲“Aspect”，即方面。

所謂的的方面，可理解爲將與業務無關，卻被業務模塊共同調用的邏輯或責任鏈封裝起來，減少系統代碼的重複，降低模塊間的耦合度，並有利於日後的系統拓展和維護。有人做了個有趣的比喻：如果說“對象”是一個空心的圓柱體，其中封裝的是對象的屬性和行爲；那麼面向方面編程的方法，就彷彿一把利刃，將這些空心圓柱體剖開，以獲得其內部的消息。而剖開的切面，也就是所謂的“方面”，然後它又以巧奪天功的妙手將這些剖開的切面復原，不留痕跡。

實現AOP的技術，主要分爲兩大類：一是採用動態代理技術，利用截取消息的方式，對該消息進行裝飾，以取代原有對象行爲的執行；二是採用靜態織入的方式，引入特定的語法創建“方面”，從而使得編譯器可以在編譯期間織入有關“方面”的代碼。

二、場景及概念

1、一般使用的場景

事務、權限、緩存、錯誤處理、記錄跟蹤、性能優化、持久化、同步處理及資源池等場景。

2、幾個重要感概念

A、方面（Aspect）

某個關注點的模塊化或片面化，該關注點可以橫切多個對象，而事務機制是J2EE應用中一個很好的橫切關注點例子，在Spring中，使用advisor或攔截器來實現面向方面功能的。

B、通知（Advice）

在某個關注點或是連接點上執行的動作行爲，各種類型的通知，包括around、before、after及throws通知。大部分aop框架，包括spring框架，都是以攔截器模型來實現連接通知實現的，維護一個被圍繞的連接點攔截器鏈子。在Spring中有4個通知advice，分別爲：BeforeAdvice、AfterAdvice、ThrowAdvice及DynamicInstroductionAdvice，後面回詳細介紹它們。

C、切入點（Pointcut）

一個通知將被引發的一系列連接點的集合，而aop框架允許開發者指定切入點：例如，使用正則表達式。 Spring定義了Pointcut接口，用來組合MethodMatcher和ClassFilter，可以通過名字很清楚的理解， MethodMatcher是用來檢查目標類的方法是否可以被應用此通知，而ClassFilter是用來檢查Pointcut是否應該應用到目標類上。

D、連接點（Introduction）

指的是，程序執行過程中明確的點，如方法的調用或特定的異常拋出。

E、引入

添加方法或字段到被通知的類。 Spring允許引入新的接口到任何被通知的對象。例如，你可以使用一個引入使任何對象實現 IsModified接口，來簡化緩存。在Spring中要使用Introduction, 可有通過DelegatingIntroductionInterceptor來實現通知，通過DefaultIntroductionAdvisor來配置Advice和代理類要實現的接口。

F、目標對象（Target Object）

包含連接點的對象。也被稱作被通知或被代理對象。

G、Aop代理（Aop Proxy）

AOP框架創建的對象，包含通知。在Spring中，AOP代理可以是JDK動態代理或者CGLIB代理。

H、織入

組裝方面來創建一個被通知對象。這可以在編譯時完成（例如使用AspectJ編譯器），也可以在運行時完成。Spring和其他純Java AOP框架一樣，在運行時完成織入。

三、AOP的使用

Spring AOP(面向方面編程)框架，用於在模塊化方面的橫切關注點，是一個攔截器攔截一些動作，例如，當一個方法執行時，Spring AOP可以劫持一個執行的方法，在方法執行之前或之後添加額外的功能。具體請看下面的例子驗證，對於重複性的代碼，這裏不會列出，請讀者仔細研讀並瞭解整體代碼結構。

1、Advice通知

在Spring AOP中，目前有4種類型的通知支持：

• 通知(Advice)之前 - 該方法執行前運行；

• 通知(Advice)返回之後 – 運行後，該方法返回一個結果；

• 通知(Advice)拋出之後 – 運行方法拋出異常後；

• 環繞通知 – 環繞方法執行運行，結合以上這三個通知；

接下來，就來演示下如何實現上面的AOP通知支持。我們先創建一個Java項目，目錄結構如下：

A、方法執行之前（MethodBeforeAdvice）

目標對象：

public class CustomerService{

private String name;

private String url;

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public void setUrl(String url) {

this.url = url;

}

public void printName() {

System.out.println("Customer name:" + this.name);

System.out.println("--------------------------");

}

public void printUrl() {

System.out.println("Customer url:" + this.url);

System.out.println("--------------------------");

}

public voidprintThrowException() {

System.out.println("Exception err throw!");

System.out.println("--------------------------");

throw newIllegalArgumentException();

}

織入方法：

public class CustomBeforeMethodimplements MethodBeforeAdvice {

@Override

public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {

System.out.println("CustomBeforeMethod:Before method becalled!");

}

XML配置：

</bean>

<list>

<value>customBeforeMethod</value>

<value>customThrowMethod</value>

</list>

</property>

</bean>

如何驗證：

public class App {

private staticApplicationContext context;

public static void main(String[] args) {

context = new ClassPathXmlApplicationContext("com/spring/aop/config/applicationContext.xml");

try {

CustomerServicecs = (CustomerService) context.getBean("customerServiceProxy");

cs.printName();

cs.printUrl();

cs.printThrowException();

}catch(Exception e) {

}

執行結果：

從上圖看出，在執行目標對象的每個方法之前都會先執行織入的方法的執行，然後再執行目標對象自身的方法；同時，在拋出異常之後，執行了ThrowsAdvice接口實現類的異常方法。

B、方法返回之後（AfterReturningAdvice）

織入方法：

public classCustomAfterMethod implements AfterReturningAdvice{

@Override

public void afterReturning(ObjectreturnValue, Method method, Object[] args,Object target) throws Throwable {

System.out.println("CustomAfterMethod:After method becalled!");

}

XML配置：

<list>

<value>customAfterMethod</value>

<value>customThrowMethod</value》

</list>

</property>

</bean>

執行結果：

同樣，在目標類中每個方法執行之後，織入的方法功能才執行。

C、拋出異常之後（ThrowsAdvice）

織入方法：

public classCustomAfterMethod implementsAfterReturningAdvice {

@Override

public voidafterReturning(Object returnValue, Method method, Object[] args,Object target) throws Throwable {

System.out.println("CustomAfterMethod:After method becalled!");

}

XML配置：

執行結果：

在上面的結果圖中，已經羅列出。

D、方法執行前後（MethodInterceptor）

織入方法：

public classCustomAroundMethod implements MethodInterceptor {

@Override

public Object invoke(MethodInvocation methodInvocation) throws Throwable {

// same with MethodBeforeAdvice

System.out.println("CustomAroundMethod : Before methodcalled!");

try {

// proceed to original method

Objectresult = methodInvocation.proceed();

// same with AfterReturningAdvice

System.out.println("CustomAroundMethod : Before aftercalled!");

return result;

} catch(IllegalArgumentException e) {

// same with ThrowsAdvice

System.out.println("CustomAroundMethod : Throw exceptioncalled!");

throw e;

}

XML配置：

<list>

<value>customAroundMethod</value>

</list>

</property>

</bean>

執行結果：

2、Advisor攔截

這裏我們引入了“切入點”概念，並結合Advisor攔截機制，同樣實現上面的通知效果，而且我們可以執行攔截的目標對象的方法，具體如下：

A、目標對象

public class CustomerService{

private String name;

private String url;

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public void setUrl(String url) {

this.url = url;

}

public void printName() {

System.out.println("Customer name:" + this.name);

System.out.println("--------------------------");

}

public void printUrl() {

System.out.println("Customer url:" + this.url);

System.out.println("--------------------------");

}

public voidprintThrowException() {

System.out.println("Exception err throw!");

System.out.println("--------------------------");

throw new IllegalArgumentException();

}

B、XML配置

目標對象：

</bean>

織入功能：

代理攔截：

<list>

<!--<value>customAfterMethod</value>

<value>customThrowMethod</value>-->

<value>customerAdvisor</value>

</list>

</property>

</bean>

切入點：

</bean>

攔截器：

</bean>

C、織入功能

這裏我們就以攔截目標對象的切入點方法執行之前的織入爲例，其它攔截實現是相同的，這裏不再贅述，具體如下：

public classCustomBeforeMethod implementsMethodBeforeAdvice {

@Override

public void before(Method method, Object[] args, Object target) throws Throwable {

System.out.println("CustomBeforeMethod:Before method becalled!");

}

D、如何驗證

public class App {

private staticApplicationContext context;

public static void main(String[] args) {

context = new ClassPathXmlApplicationContext("com/spring/aop/config/applicationContext.xml");

try {

CustomerServicecs = (CustomerService) context.getBean("customerServiceProxy");

cs.printName();

cs.printUrl();

cs.printThrowException();

}catch(Exception e) {

}

E、執行結果

從上圖可以看出，我們只攔截了目標對象的printName()方法，所以只在執行該方法之前，纔會執行織入的功能實現。

另外，上面的攔截器是根據目標對象的織入方法的名字進行攔截的，其實還可以根據正則表達式來攔截欲織入的方法的，此時需要使用到org.springframework.aop.support.RegexpMethodPointcutAdvisor

與根據名字進行攔截不同的地方，只是攔截器和代理配置不同，具體如下：

攔截器：

<list>

</list>

</property>

</bean>

代理攔截：

<list>

<value>customerAdvisor2</value>

</list>

</property>

</bean>

執行結果：

由於攔截器匹配的規則爲.*Url.* ，所以只有目標對象中的printUrl()方法纔會被攔截，從上圖也看出了，在執行目標對象方法printUrl()之前，先執行了織入的printUrl功能方法。

3、自動代理

在前面介紹的通知的攔截，是通過手動設置ProxyFactoryBean代理工廠來實現的過濾和攔截功能，如果存在很多需要被攔截的目標對象，使用手動創建攔截會比較麻煩和不利於維護，因此可以使用Spring的自動代理創建者，來自動實現同樣的功能，當然，如果攔截的對象不是很多，建議使用前者。自動代理實現比較簡單，具體如下：

3.1、自動代理，結合advisor攔截

其它部分均相同，不同的是自動代理創建部分，如下：

XML配置：

<list>

<value>*Service</value>

</list>

</property>

<list>

<value>customerAdvisor2</value>

</list>

</property>

</bean>

注意：

beanNames：正則或是全名匹配目標對象;

interceptorNames:直接引用前面創建的advisor即可；

如何驗證：

public class App {

private staticApplicationContext context;

public static void main(String[] args) {

context = new ClassPathXmlApplicationContext("com/spring/aop/config/applicationContext.xml");

try {

CustomerServicecs = (CustomerService) context.getBean("customerServiceAutoProxy");

cs.printName();

cs.printUrl();

cs.printThrowException();

}catch(Exception e) {

}

此時，我們需要獲得實例id爲customerService，即目標對象本身，因爲自動代理已經自動實例化，並匹配好目標對象以及初始化了攔截器。

執行結果：

3.2、自動代理攔截

這裏要介紹的是Spring中的 DefaultAdvisorAutoProxyCreator ，它的功能可是強大的不得了，因爲有了它，你只需要配置好Advisor攔截，並指定好欲織入的功能即可，因爲其會自動搜索匹配目標對象（根據設置的攔截器匹配），並會自動創建代理Bean，完成攔截需求。

實現上面同樣的功能，我們只需要做下面的幾件事兒：

XML配置：

</bean>

<list>

</list>

</property>

</bean>

如何驗證：

public class App {

private staticApplicationContext context;

public static void main(String[] args) {

context = new ClassPathXmlApplicationContext("com/spring/aop/config/applicationContext.xml");

try {

CustomerServicecs = (CustomerService) context.getBean("customerService");

cs.printName();

cs.printUrl();

cs.printThrowException();

}catch(Exception e) {

}

執行結果：

對於AspectJ與Spring AOP的整合以及AOP的事務例子，將在下篇文章中進行介紹，期望各位同學繼續跟進，Spring框架之AOP（一）就介紹到這裏，由於作者水平有限，如有問題請在評論發言或是QQ羣討論，謝謝。

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