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Spring中怎么實現面向切面編程?很多新手對此不是很清楚,為了幫助大家解決這個難題,下面小編將為大家詳細講解,有這方面需求的人可以來學習下,希望你能有所收獲。
AOP (Aspect Orient Programming),直譯過來就是 面向切面編程。AOP 是一種編程思想,是面向對象編程(OOP)的一種補充。面向對象編程將程序抽象成各個層次的對象,而面向切面編程是將程序抽象成各個切面。
從《Spring實戰(第4版)》圖書中扒了一張圖:
從該圖可以很形象地看出,所謂切面,相當于應用對象間的橫切點,我們可以將其單獨抽象為單獨的模塊。
想象下面的場景,開發中在多個模塊間有某段重復的代碼,我們通常是怎么處理的?顯然,沒有人會靠“復制粘貼”吧。在傳統的面向過程編程中,我們也會將這段代碼,抽象成一個方法,然后在需要的地方分別調用這個方法,這樣當這段代碼需要修改時,我們只需要改變這個方法就可以了。然而需求總是變化的,有一天,新增了一個需求,需要再多出做修改,我們需要再抽象出一個方法,然后再在需要的地方分別調用這個方法,又或者我們不需要這個方法了,我們還是得刪除掉每一處調用該方法的地方。實際上涉及到多個地方具有相同的修改的問題我們都可以通過 AOP 來解決。
AOP 要達到的效果是,保證開發者不修改源代碼的前提下,去為系統中的業務組件添加某種通用功能。AOP 的本質是由 AOP 框架修改業務組件的多個方法的源代碼,看到這其實應該明白了,AOP 其實就是前面一篇文章講的代理模式的典型應用。
按照 AOP 框架修改源代碼的時機,可以將其分為兩類:
靜態 AOP 實現, AOP 框架在編譯階段對程序源代碼進行修改,生成了靜態的 AOP 代理類(生成的 *.class 文件已經被改掉了,需要使用特定的編譯器),比如 AspectJ。
動態 AOP 實現, AOP 框架在運行階段對動態生成代理對象(在內存中以 JDK 動態代理,或 CGlib 動態地生成 AOP 代理類),如 SpringAOP。
下面給出常用 AOP 實現比較
如不清楚動態代理的,可參考我前面的一篇文章,有講解靜態代理、JDK動態代理和 CGlib 動態代理。
AOP 領域中的特性術語:
通知(Advice): AOP 框架中的增強處理。通知描述了切面何時執行以及如何執行增強處理。
連接點(join point): 連接點表示應用執行過程中能夠插入切面的一個點,這個點可以是方法的調用、異常的拋出。在 Spring AOP 中,連接點總是方法的調用。
切點(PointCut): 可以插入增強處理的連接點。
切面(Aspect): 切面是通知和切點的結合。
引入(Introduction):引入允許我們向現有的類添加新的方法或者屬性。
織入(Weaving): 將增強處理添加到目標對象中,并創建一個被增強的對象,這個過程就是織入。
概念看起來總是有點懵,并且上述術語,不同的參考書籍上翻譯還不一樣,所以需要慢慢在應用中理解。
AOP 框架有很多種,1.3節中介紹了 AOP 框架的實現方式有可能不同, Spring 中的 AOP 是通過動態代理實現的。不同的 AOP 框架支持的連接點也有所區別,例如,AspectJ 和 JBoss,除了支持方法切點,它們還支持字段和構造器的連接點。而 Spring AOP 不能攔截對對象字段的修改,也不支持構造器連接點,我們無法在 Bean 創建時應用通知。
下面先上代碼,對著代碼說比較好說,看下面這個例子:
這個例子是基于gradle創建的,首先 build.gradle 文件添加依賴:
dependencies { compile 'org.springframework:spring-context:5.0.6.RELEASE' }
首先創建一個接口 IBuy.java
package com.sharpcj.aopdemo.test1; public interface IBuy { String buy(); }
Boy 和 Gril 兩個類分別實現了這個接口:
Boy.java
package com.sharpcj.aopdemo.test1; import org.springframework.stereotype.Component; @Component public class Boy implements IBuy { @Override public String buy() { System.out.println("男孩買了一個游戲機"); return "游戲機"; } }
Girl.java
package com.sharpcj.aopdemo.test1; import org.springframework.stereotype.Component; @Component public class Girl implements IBuy { @Override public String buy() { System.out.println("女孩買了一件漂亮的衣服"); return "衣服"; } }
配置文件, AppConfig.java
package com.sharpcj.aopdemo; import org.springframework.context.annotation.ComponentScan; import org.springframework.context.annotation.Configuration; @Configuration @ComponentScan(basePackageClasses = {com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.class}) public class AppConfig { }
測試類, AppTest.java
package com.sharpcj.aopdemo; import com.sharpcj.aopdemo.test1.Boy; import com.sharpcj.aopdemo.test1.Girl; import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext; public class AppTest { public static void main(String[] args) { AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class); Boy boy = context.getBean("boy",Boy.class); Girl girl = (Girl) context.getBean("girl"); boy.buy(); girl.buy(); } }
運行結果:
這里運用SpringIOC里的自動部署。現在需求改變了,我們需要在男孩和女孩的 buy 方法之前,需要打印出“男孩女孩都買了自己喜歡的東西”。用 Spring AOP 來實現這個需求只需下面幾個步驟:
1、 既然用到 Spring AOP, 首先在 build.gralde 文件中引入相關依賴:
dependencies { compile 'org.springframework:spring-context:5.0.6.RELEASE' compile 'org.springframework:spring-aspects:5.0.6.RELEASE' }
2、 定義一個切面類,BuyAspectJ.java
package com.sharpcj.aopdemo.test1; import org.aspectj.lang.annotation.Aspect; import org.aspectj.lang.annotation.Before; import org.springframework.stereotype.Component; @Aspect @Component public class BuyAspectJ { @Before("execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..))") public void haha(){ System.out.println("男孩女孩都買自己喜歡的東西"); } }
這個類,我們使用了注解 @Component 表明它將作為一個Spring Bean 被裝配,使用注解 @Aspect 表示它是一個切面。
類中只有一個方法 haha 我們使用 @Before 這個注解,表示他將在方法執行之前執行。關于這個注解后文再作解釋。
參數("execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..))") 聲明了切點,表明在該切面的切點是com.sharpcj.aopdemo.test1.Ibuy這個接口中的buy方法。至于為什么這么寫,下文再解釋。
3、 在配置文件中啟用AOP切面功能
package com.sharpcj.aopdemo; import org.springframework.context.annotation.ComponentScan; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy; @Configuration @ComponentScan(basePackageClasses = {com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.class}) @EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true) public class AppConfig { }
我們在配置文件類增加了@EnableAspectJAutoProxy注解,啟用了 AOP 功能,參數proxyTargetClass的值設為了 true 。默認值是 false,兩者的區別下文再解釋。
OK,下面只需測試代碼,運行結果如下:
我們看到,結果與我們需求一致,我們并沒有修改 Boy 和 Girl 類的 Buy 方法,也沒有修改測試類的代碼,幾乎是完全無侵入式地實現了需求。這就是 AOP 的“神奇”之處。
Spring AOP 所支持的 AspectJ 切點指示器
在spring中嘗試使用AspectJ其他指示器時,將會拋出IllegalArgumentException異常。
當我們查看上面展示的這些spring支持的指示器時,注意只有execution指示器是唯一的執行匹配,而其他的指示器都是用于限制匹配的。這說明execution指示器是我們在編寫切點定義時最主要使用的指示器,在此基礎上,我們使用其他指示器來限制所匹配的切點。
下圖的切點表達式表示當Instrument的play方法執行時會觸發通知。
我們使用execution指示器選擇Instrument的play方法,方法表達式以 * 號開始,標識我們不關心方法的返回值類型。然后我們指定了全限定類名和方法名。對于方法參數列表,我們使用 .. 標識切點選擇任意的play方法,無論該方法的入參是什么。
多個匹配之間我們可以使用鏈接符 &&、||、!來表示 “且”、“或”、“非”的關系。但是在使用 XML 文件配置時,這些符號有特殊的含義,所以我們使用 “and”、“or”、“not”來表示。
舉例:
限定該切點僅匹配的包是 com.sharpcj.aopdemo.test1,可以使用
execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..)) && within(com.sharpcj.aopdemo.test1.*)
在切點中選擇 bean,可以使用
execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..)) && bean(girl)
修改 BuyAspectJ.java
package com.sharpcj.aopdemo.test1; import org.aspectj.lang.annotation.Aspect; import org.aspectj.lang.annotation.Before; import org.springframework.stereotype.Component; @Aspect @Component public class BuyAspectJ { @Before("execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..)) && within(com.sharpcj.aopdemo.test1.*) && bean(girl)") public void hehe(){ System.out.println("男孩女孩都買自己喜歡的東西"); } }
此時,切面只會對 Girl.java 這個類生效,執行結果:
細心的你,可能發現了,切面中的方法名,已經被我悄悄地從haha改成了hehe,絲毫沒有影響結果,說明方法名沒有影響。和 Spring IOC 中用 java 配置文件裝配 Bean 時,用@Bean 注解修飾的方法名一樣,沒有影響。
Spring AOP 中有 5 中通知類型,分別如下:
下面修改切面類:
package com.sharpcj.aopdemo.test1; import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint; import org.aspectj.lang.annotation.*; import org.springframework.stereotype.Component; @Aspect @Component public class BuyAspectJ { @Before("execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..))") public void hehe() { System.out.println("before ..."); } @After("execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..))") public void haha() { System.out.println("After ..."); } @AfterReturning("execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..))") public void xixi() { System.out.println("AfterReturning ..."); } @Around("execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..))") public void xxx(ProceedingJoinPoint pj) { try { System.out.println("Around aaa ..."); pj.proceed(); System.out.println("Around bbb ..."); } catch (Throwable throwable) { throwable.printStackTrace(); } } }
為了方便看效果,我們測試類中,只要 Boy 類:
package com.sharpcj.aopdemo; import com.sharpcj.aopdemo.test1.Boy; import com.sharpcj.aopdemo.test1.Girl; import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext; public class AppTest { public static void main(String[] args) { AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class); Boy boy = context.getBean("boy",Boy.class); Girl girl = (Girl) context.getBean("girl"); boy.buy(); // girl.buy(); } }
執行結果如下:
結果顯而易見。指的注意的是 @Around 修飾的環繞通知類型,是將整個目標方法封裝起來了,在使用時,我們傳入了 ProceedingJoinPoint 類型的參數,這個對象是必須要有的,并且需要調用 ProceedingJoinPoint 的 proceed() 方法。 如果沒有調用 該方法,執行結果為 :
Around aaa ...
Around bbb ...
After ...
AfterReturning ...
可見,如果不調用該對象的 proceed() 方法,表示原目標方法被阻塞調用,當然也有可能你的實際需求就是這樣。
如你看到的,上面我們寫的多個通知使用了相同的切點表達式,對于像這樣頻繁出現的相同的表達式,我們可以使用 @Pointcut注解聲明切點表達式,然后使用表達式,修改代碼如下:
BuyAspectJ.java
package com.sharpcj.aopdemo.test1; import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint; import org.aspectj.lang.annotation.*; import org.springframework.stereotype.Component; @Aspect @Component public class BuyAspectJ { @Pointcut("execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..))") public void point(){} @Before("point()") public void hehe() { System.out.println("before ..."); } @After("point()") public void haha() { System.out.println("After ..."); } @AfterReturning("point()") public void xixi() { System.out.println("AfterReturning ..."); } @Around("point()") public void xxx(ProceedingJoinPoint pj) { try { System.out.println("Around aaa ..."); pj.proceed(); System.out.println("Around bbb ..."); } catch (Throwable throwable) { throwable.printStackTrace(); } } }
程序運行結果沒有變化。
這里,我們使用
@Pointcut("execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..))") public void point(){}
聲明了一個切點表達式,該方法 point 的內容并不重要,方法名也不重要,實際上它只是作為一個標識,供通知使用。
上面的例子,我們要進行增強處理的目標方法沒有參數,下面我們來說說有參數的情況,并且在增強處理中使用該參數。
下面我們給接口增加一個參數,表示購買所花的金錢。通過AOP 增強處理,如果女孩買衣服超過了 68 元,就可以贈送一雙襪子。
更改代碼如下:
IBuy.java
package com.sharpcj.aopdemo.test1; public interface IBuy { String buy(double price); }
Girl.java
package com.sharpcj.aopdemo.test1; import org.springframework.stereotype.Component; @Component public class Girl implements IBuy { @Override public String buy(double price) { System.out.println(String.format("女孩花了%s元買了一件漂亮的衣服", price)); return "衣服"; } }
Boy.java
package com.sharpcj.aopdemo.test1; import org.springframework.stereotype.Component; @Component public class Boy implements IBuy { @Override public String buy(double price) { System.out.println(String.format("男孩花了%s元買了一個游戲機", price)); return "游戲機"; } }
再看 BuyAspectJ 類,我們將之前的通知都注釋掉。用一個環繞通知來實現這個功能:
package com.sharpcj.aopdemo.test1; import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint; import org.aspectj.lang.annotation.*; import org.springframework.stereotype.Component; @Aspect @Component public class BuyAspectJ { /* @Pointcut("execution(* com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(..))") public void point(){} @Before("point()") public void hehe() { System.out.println("before ..."); } @After("point()") public void haha() { System.out.println("After ..."); } @AfterReturning("point()") public void xixi() { System.out.println("AfterReturning ..."); } @Around("point()") public void xxx(ProceedingJoinPoint pj) { try { System.out.println("Around aaa ..."); pj.proceed(); System.out.println("Around bbb ..."); } catch (Throwable throwable) { throwable.printStackTrace(); } } */ @Pointcut("execution(String com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.buy(double)) && args(price) && bean(girl)") public void gif(double price) { } @Around("gif(price)") public String hehe(ProceedingJoinPoint pj, double price){ try { pj.proceed(); if (price > 68) { System.out.println("女孩買衣服超過了68元,贈送一雙襪子"); return "衣服和襪子"; } } catch (Throwable throwable) { throwable.printStackTrace(); } return "衣服"; } }
前文提到,當不關心方法返回值的時候,我們在編寫切點指示器的時候使用了 * , 當不關心方法參數的時候,我們使用了 ..。現在如果我們需要傳入參數,并且有返回值的時候,則需要使用對應的類型。在編寫通知的時候,我們也需要聲明對應的返回值類型和參數類型。
測試類:AppTest.java
package com.sharpcj.aopdemo; import com.sharpcj.aopdemo.test1.Boy; import com.sharpcj.aopdemo.test1.Girl; import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext; public class AppTest { public static void main(String[] args) { AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class); Boy boy = context.getBean("boy",Boy.class); Girl girl = (Girl) context.getBean("girl"); String boyBought = boy.buy(35); String girlBought = girl.buy(99.8); System.out.println("男孩買到了:" + boyBought); System.out.println("女孩買到了:" + girlBought); } }
測試結果:
可以看到,我們成功通過 AOP 實現了需求,并將結果打印了出來。
前面還有一個遺留問題,在配置文件中,我們用注解 @EnableAspectJAutoProxy() 啟用Spring AOP 的時候,我們給參數 proxyTargetClass 賦值為 true,如果我們不寫參數,默認為 false。這個時候運行程序,程序拋出異常
這是一個強制類型轉換異常。為什么會拋出這個異常呢?或許已經能夠想到,這跟Spring AOP 動態代理的機制有關,這個 proxyTargetClass 參數決定了代理的機制。當這個參數為 false 時,通過jdk的基于接口的方式進行織入,這時候代理生成的是一個接口對象,將這個接口對象強制轉換為實現該接口的一個類,自然就拋出了上述類型轉換異常。
反之,proxyTargetClass 為 true,則會使用 cglib 的動態代理方式。這種方式的缺點是拓展類的方法被final修飾時,無法進行織入。
測試一下,我們將 proxyTargetClass 參數設為 true,同時將 Girl.java 的 Buy 方法用 final 修飾:
AppConfig.java
package com.sharpcj.aopdemo; import org.springframework.context.annotation.ComponentScan; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy; @Configuration @ComponentScan(basePackageClasses = {com.sharpcj.aopdemo.test1.IBuy.class}) @EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true) public class AppConfig { }
Girl.java
package com.sharpcj.aopdemo.test1; import org.springframework.stereotype.Component; @Component public class Girl implements IBuy { @Override public final String buy(double price) { System.out.println(String.format("女孩花了%s元買了一件漂亮的衣服", price)); return "衣服"; } }
此時運行結果:
可以看到,我們的切面并沒有織入生效。
前面的示例中,我們已經展示了如何通過注解配置去聲明切面,下面我們看看如何在 XML 文件中聲明切面。下面先列出 XML 中聲明 AOP 的常用元素:
我們依然可以使用 <aop:aspectj-autoproxy> 元素,他能夠自動代理AspectJ注解的通知類。
在XML配置文件中,切點指示器表達式與通過注解配置的寫法基本一致,區別前面有提到,即XML文件中需要使用 “and”、“or”、“not”來表示 “且”、“或”、“非”的關系。
下面我們不使用任何注解改造上面的例子:
BuyAspectJ.java
package com.sharpcj.aopdemo.test2; import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint; public class BuyAspectJ { public void hehe() { System.out.println("before ..."); } public void haha() { System.out.println("After ..."); } public void xixi() { System.out.println("AfterReturning ..."); } public void xxx(ProceedingJoinPoint pj) { try { System.out.println("Around aaa ..."); pj.proceed(); System.out.println("Around bbb ..."); } catch (Throwable throwable) { throwable.printStackTrace(); } } }
在 Resource 目錄下新建一個配置文件 aopdemo.xml :
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd"> <bean id="boy" class="com.sharpcj.aopdemo.test2.Boy"></bean> <bean id="girl" class="com.sharpcj.aopdemo.test2.Girl"></bean> <bean id="buyAspectJ" class="com.sharpcj.aopdemo.test2.BuyAspectJ"></bean> <aop:config proxy-target-class="true"> <aop:aspect id="qiemian" ref="buyAspectJ"> <aop:before pointcut="execution(* com.sharpcj.aopdemo.test2.IBuy.buy(..))" method="hehe"/> <aop:after pointcut="execution(* com.sharpcj.aopdemo.test2.IBuy.buy(..))" method="haha"/> <aop:after-returning pointcut="execution(* com.sharpcj.aopdemo.test2.IBuy.buy(..))" method="xixi"/> <aop:around pointcut="execution(* com.sharpcj.aopdemo.test2.IBuy.buy(..))" method="xxx"/> </aop:aspect> </aop:config> </beans>
這里分別定義了一個切面,里面包含四種類型的通知。
測試文件中,使用
ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("aopdemo.xml");
來獲取 ApplicationContext,其它代碼不變。
對于頻繁重復使用的切點表達式,我們也可以聲明成切點。
配置文件如下:aopdemo.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd"> <bean id="boy" class="com.sharpcj.aopdemo.test2.Boy"></bean> <bean id="girl" class="com.sharpcj.aopdemo.test2.Girl"></bean> <bean id="buyAspectJ" class="com.sharpcj.aopdemo.test2.BuyAspectJ"></bean> <aop:config proxy-target-class="true"> <aop:pointcut id="apoint" expression="execution(* com.sharpcj.aopdemo.test2.IBuy.buy(..))"/> <aop:aspect id="qiemian" ref="buyAspectJ"> <aop:before pointcut-ref="apoint" method="hehe"/> <aop:after pointcut-ref="apoint" method="haha"/> <aop:after-returning pointcut-ref="apoint" method="xixi"/> <aop:around pointcut-ref="apoint" method="xxx"/> </aop:aspect> </aop:config> </beans>
BuyAspectJ.java
package com.sharpcj.aopdemo.test2; import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint; public class BuyAspectJ { public String hehe(ProceedingJoinPoint pj, double price){ try { pj.proceed(); if (price > 68) { System.out.println("女孩買衣服超過了68元,贈送一雙襪子"); return "衣服和襪子"; } } catch (Throwable throwable) { throwable.printStackTrace(); } return "衣服"; } }
aopdemo.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd"> <bean id="boy" class="com.sharpcj.aopdemo.test2.Boy"></bean> <bean id="girl" class="com.sharpcj.aopdemo.test2.Girl"></bean> <bean id="buyAspectJ" class="com.sharpcj.aopdemo.test2.BuyAspectJ"></bean> <aop:config proxy-target-class="true"> <aop:pointcut id="apoint" expression="execution(String com.sharpcj.aopdemo.test2.IBuy.buy(double)) and args(price) and bean(girl)"/> <aop:aspect id="qiemian" ref="buyAspectJ"> <aop:around pointcut-ref="apoint" method="hehe"/> </aop:aspect> </aop:config> </beans>
同注解配置類似,
CGlib 代理方式:
<aop:config proxy-target-class="true"> </aop:config>
JDK 代理方式:
<aop:config proxy-target-class="false"> </aop:config>
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